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KR20250002484A - Light-emitting devices comprising quantum dot color conversion material and method for manufacturing the same - Google Patents

Light-emitting devices comprising quantum dot color conversion material and method for manufacturing the same Download PDF

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KR20250002484A
KR20250002484A KR1020247037743A KR20247037743A KR20250002484A KR 20250002484 A KR20250002484 A KR 20250002484A KR 1020247037743 A KR1020247037743 A KR 1020247037743A KR 20247037743 A KR20247037743 A KR 20247037743A KR 20250002484 A KR20250002484 A KR 20250002484A
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KR
South Korea
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light
vias
color conversion
photocurable
emitting diodes
Prior art date
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Pending
Application number
KR1020247037743A
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Korean (ko)
Inventor
사켓 차다
라비수바쉬 탄기랄라
아이반 황
데이비드 올메이저
Original Assignee
소에이 가가쿠 고교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 소에이 가가쿠 고교 가부시키가이샤 filed Critical 소에이 가가쿠 고교 가부시키가이샤
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

발광 디바이스를 형성하는 방법은 제1 및 제2 비아들을 포함하는 매트릭스 재료를 함유하는 자립형 지지체를 제공하는 단계, 제1 광경화성 폴리머에 현탁된 제1 양자 도트들을 포함하는 제1 광경화성 양자 도트 잉크를 제1 비아들에 디포지션하는 단계, 제1 비아들에서 제1 광경화성 폴리머 재료를 가교하기 위해 LED들의 어레이의 제1 LED들로부터의 자외선 방사선 또는 청색광으로 제1 광경화성 양자 도트 잉크를 조명하는 단계, 제2 광경화성 폴리머 재료에 현탁된 제2 양자 도트들을 포함하는 제2 광경화성 양자 도트 잉크를 제2 비아들에 디포지션하는 단계, 제2 비아들에서 제2 광경화성 폴리머 재료를 가교하는 LED들의 어레이의 제2 LED들로부터의 자외선 방사선 또는 청색광으로 제2 광경화성 양자 도트 잉크를 조명하는 단계, 및 조명하는 단계들 이후에 자립형 지지체를 LED들의 어레이에 부착하는 단계를 포함한다.A method of forming a light-emitting device comprises the steps of providing a free-standing support containing a matrix material including first and second vias, depositing a first photocurable quantum dot ink comprising first quantum dots suspended in a first photocurable polymer into the first vias, illuminating the first photocurable quantum dot ink with ultraviolet radiation or blue light from first LEDs of an array of LEDs to crosslink the first photocurable polymer material in the first vias, depositing a second photocurable quantum dot ink comprising second quantum dots suspended in a second photocurable polymer material into the second vias, illuminating the second photocurable quantum dot ink with ultraviolet radiation or blue light from second LEDs of the array of LEDs to crosslink the second photocurable polymer material in the second vias, and attaching the free-standing support to the array of LEDs after the illuminating steps.

Description

양자 도트 컬러 변환 재료를 포함하는 발광 디바이스들 및 그 제조 방법Light-emitting devices comprising quantum dot color conversion material and method for manufacturing the same

관련 출원Related Applications

본 출원은 2022년 4월 13일자로 출원된 미국 가특허출원 제63/330,407호로부터 우선권의 이익을 주장하며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조에 의해 통합된다.This application claims the benefit of priority from U.S. Provisional Patent Application No. 63/330,407, filed April 13, 2022, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

기술분야Technical field

본 개시는 발광 디바이스들에 관한 것으로, 상세하게는, 컬러 변환 재료와 광학적으로 커플링된 발광 다이오드들 및 그 제조 방법들에 관한 것이다.The present disclosure relates to light emitting devices, and more particularly, to light emitting diodes optically coupled with a color conversion material and methods of manufacturing the same.

발광 다이오드들(LED들)은 랩탑들 및 텔레비전들 내의 액정 디스플레이들에서의 백라이트들과 같은 전자 디스플레이들에서, 및 증강 현실(AR) 디스플레이들에서 사용된다. 그러한 AR 디스플레이들은, 1-2 미크론과 같은 10 미크론 이하의 폭을 갖는 마이크로-LED들을 사용하는 고해상도 및 소형 사이즈의 디스플레이로 매우 높은 ppi(2000-8000)로 투영되게 투사된다.Light-emitting diodes (LEDs) are used in electronic displays, such as backlights in liquid crystal displays in laptops and televisions, and in augmented reality (AR) displays. Such AR displays are high-resolution and small-sized displays that project at very high ppi (2000-8000) using micro-LEDs with widths of less than 10 microns, such as 1-2 microns.

발광 디바이스를 형성하는 실시형태 방법은 제1 및 제2 비아들을 함유하는 매트릭스 재료를 포함하는 자립형(free standing) 지지체를 제공하는 단계, 제1 광경화성 폴리머 재료에 현탁된 제1 복수의 양자 도트(quantum dot)들을 포함하는 제1 광경화성 양자 도트 잉크를 매트릭스 재료 내의 제1 비아들에 디포지션하는 단계, 제1 비아들에서 제1 광경화성 폴리머 재료를 가교하기 위해 발광 다이오드들의 어레이의 제1 발광 다이오드들로부터의 자외선 방사선 또는 청색광으로 제1 광경화성 양자 도트 잉크를 조명하는 단계, 제2 광경화성 폴리머 재료에 현탁된 제2 복수의 양자 도트들을 포함하는 제2 광경화성 양자 도트 잉크를 매트릭스 재료 내의 제2 비아들에 디포지션하는 단계로서, 제2 복수의 양자 도트들은 제1 복수의 양자 도트들과는 상이한 피크 파장의 광을 방출하도록 구성되는, 상기 제2 광경화성 양자 도트 잉크를 매트릭스 재료 내의 제2 비아들에 디포지션하는 단계, 제2 비아들에서 제2 광경화성 폴리머 재료를 가교하기 위해 발광 다이오드들의 어레이의 제2 발광 다이오드들로부터의 자외선 방사선 또는 청색광으로 제2 광경화성 양자 도트 잉크를 조명하는 단계, 및 제1 및 제2 광경화성 양자 도트 잉크를 조명하는 단계들 이후에 자립형 지지체를 발광 다이오드들의 어레이에 부착하는 단계를 포함한다.An embodiment of a method of forming a light-emitting device comprises the steps of: providing a free standing support comprising a matrix material containing first and second vias; depositing a first photocurable quantum dot ink comprising a first plurality of quantum dots suspended in a first photocurable polymer material into the first vias in the matrix material; illuminating the first photocurable quantum dot ink with ultraviolet radiation or blue light from first light-emitting diodes of an array of light-emitting diodes to crosslink the first photocurable polymer material in the first vias; depositing a second photocurable quantum dot ink comprising a second plurality of quantum dots suspended in a second photocurable polymer material into the second vias in the matrix material, wherein the second plurality of quantum dots are configured to emit light at a different peak wavelength than the first plurality of quantum dots; and emitting the second photocurable quantum dot ink to crosslink the second photocurable polymer material in the second vias. The method further comprises illuminating the second photocurable quantum dot ink with ultraviolet radiation or blue light from second light-emitting diodes of the array of diodes, and attaching the free-standing support to the array of light-emitting diodes after the steps of illuminating the first and second photocurable quantum dot inks.

발광 디바이스를 형성하는 다른 실시형태 방법은, 복수의 발광 다이오드들이 청색광 또는 자외선 방사선 입사 광자들을 방출하도록 구성되도록 기판 상에 복수의 발광 다이오드들을 제공하는 단계, 매트릭스 재료 내의 복수의 비아들에 형성된 컬러 변환 재료를 포함하는 컬러 변환 디바이스를 제공하는 단계, 복수의 비아들의 각각이 복수의 발광 다이오드들 중 대응하는 발광 다이오드 위에 위치되도록 복수의 발광 다이오드들에 대해 컬러 변환 디바이스를 포지셔닝하는 단계로서, 복수의 비아들의 각각에서의 컬러 변환 재료는 복수의 발광 다이오드들 중 대응하는 발광 다이오드로부터 입사 광자들을 흡수하고 입사 광자들의 피크 파장보다 더 긴 피크 파장을 갖는 변환된 광자들을 생성하도록 구성되는, 상기 컬러 변환 디바이스를 포지셔닝하는 단계, 및 더 긴 피크 파장을 갖는 변환된 광자들의 강도를 최대화하기 위해, 복수의 발광 다이오드들에 대해 컬러 변환 디바이스의 포지션을 조정하는 단계를 포함한다.Another embodiment of a method of forming a light emitting device comprises the steps of: providing a plurality of light emitting diodes on a substrate such that the plurality of light emitting diodes are configured to emit incident photons of blue light or ultraviolet radiation; providing a color conversion device comprising a color conversion material formed in a plurality of vias in a matrix material; positioning the color conversion device relative to the plurality of light emitting diodes such that each of the plurality of vias is positioned over a corresponding light emitting diode of the plurality of light emitting diodes, wherein the color conversion material in each of the plurality of vias is configured to absorb incident photons from the corresponding light emitting diode of the plurality of light emitting diodes and generate converted photons having a peak wavelength longer than a peak wavelength of the incident photons; and adjusting the position of the color conversion device relative to the plurality of light emitting diodes to maximize the intensity of the converted photons having the longer peak wavelength.

일 실시형태의 발광 디바이스는 기판, 기판 상에 위치되고 청색 또는 자외선 방사선 입사 광자들을 방출하도록 구성된 복수의 발광 다이오드들, 및 매트릭스 재료 내의 복수의 비아들에 위치된 컬러 변환 재료를 포함하는 컬러 변환 디바이스를 포함한다. 복수의 비아들의 각각은, 복수의 비아들의 각각에서의 컬러 변환 재료가 복수의 발광 다이오드들 중 대응하는 발광 다이오드로부터 입사 광자들을 흡수하고 입사 광자들의 피크 파장보다 더 긴 피크 파장을 갖는 변환된 광자들을 생성하도록 구성되도록 복수의 발광 다이오드들 중 대응하는 발광 다이오드 위에 위치되고, 컬러 변환 디바이스는 복수의 발광 다이오드들 위에 부착되는 자립형 구조물이다.A light emitting device of one embodiment comprises a color conversion device comprising a substrate, a plurality of light emitting diodes positioned on the substrate and configured to emit incident blue or ultraviolet radiation photons, and a color conversion material positioned in a plurality of vias in a matrix material. Each of the plurality of vias is positioned over a corresponding light emitting diode of the plurality of light emitting diodes such that the color conversion material in each of the plurality of vias is configured to absorb incident photons from a corresponding light emitting diode of the plurality of light emitting diodes and generate converted photons having a peak wavelength longer than a peak wavelength of the incident photons, and the color conversion device is a self-supporting structure attached over the plurality of light emitting diodes.

도 1은 다양한 실시형태들에 따른, 발광 디바이스의 형성에 사용될 수도 있는 중간 구조물의 수직 단면도이다.
도 2는 다양한 실시형태들에 따른, 발광 디바이스의 수직 단면도이다.
도 3은 다양한 실시형태들에 따른, 컬러 변환 디바이스의 형성에 사용될 수도 있는 중간 구조물의 수직 단면도이다.
도 4는 제1 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물의 수직 단면도이다.
도 5는 제1 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물의 수직 단면도이다.
도 6은 제1 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물의 수직 단면도이다.
도 7은 제1 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물의 수직 단면도이다.
도 8은 제1 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물의 수직 단면도이다.
도 9는 제1 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물의 수직 단면도이다.
도 10은 다양한 실시형태들에 따른, 컬러 변환 디바이스의 수직 단면도이다.
도 11은 제2 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물의 수직 단면도이다.
도 12는 제2 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물의 수직 단면도이다.
도 13은 제2 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물의 수직 단면도이다.
도 14는 제2 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물의 수직 단면도이다.
도 15는 제2 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물의 수직 단면도이다.
도 16은 제2 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물의 수직 단면도이다.
도 17은 다양한 실시형태들에 따른, 컬러 변환 디바이스의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물의 수직 단면도이다.
도 18은 다양한 실시형태들에 따른, 컬러 변환 디바이스의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물의 수직 단면도이다.
도 19는 다양한 실시형태들에 따른, 제1 구성에서의 발광 디바이스의 수직 단면도이다.
도 20은 다양한 실시형태들에 따른, 제2 구성에서의 발광 디바이스의 추가의 수직 단면도이다.
도 21은 다양한 실시형태들에 따른, 제3 구성에서의 발광 디바이스의 추가의 수직 단면도이다.
도 22는 다양한 실시형태들에 따른, 일 구성에서의 패키징된 발광 디바이스의 수직 단면도이다.
도 23은 다양한 실시형태들에 따른, 다른 구성에서의 패키징된 발광 디바이스의 수직 단면도이다.
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of an intermediate structure that may be used in forming a light-emitting device according to various embodiments.
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a light emitting device according to various embodiments.
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of an intermediate structure that may be used in forming a color conversion device according to various embodiments.
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure that may be used in forming a color conversion device according to the first embodiment.
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure that may be used in forming a color conversion device according to the first embodiment.
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure that may be used in forming a color conversion device according to the first embodiment.
FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure that may be used in forming a color conversion device according to the first embodiment.
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure that may be used in forming a color conversion device according to the first embodiment.
FIG. 9 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure that may be used in forming a color conversion device according to the first embodiment.
FIG. 10 is a vertical cross-sectional view of a color conversion device according to various embodiments.
FIG. 11 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure that may be used in forming a color conversion device according to a second embodiment.
FIG. 12 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure that may be used in forming a color conversion device according to a second embodiment.
FIG. 13 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure that may be used in forming a color conversion device according to a second embodiment.
FIG. 14 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure that may be used in forming a color conversion device according to a second embodiment.
FIG. 15 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure that may be used in forming a color conversion device according to a second embodiment.
FIG. 16 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure that may be used in forming a color conversion device according to a second embodiment.
FIG. 17 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure that may be used in forming a color conversion device according to various embodiments.
FIG. 18 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure that may be used in forming a color conversion device according to various embodiments.
FIG. 19 is a vertical cross-sectional view of a light emitting device in a first configuration according to various embodiments.
FIG. 20 is an additional vertical cross-sectional view of a light emitting device in a second configuration, according to various embodiments.
FIG. 21 is an additional vertical cross-sectional view of a light emitting device in a third configuration, according to various embodiments.
FIG. 22 is a vertical cross-sectional view of a packaged light-emitting device in one configuration according to various embodiments.
FIG. 23 is a vertical cross-sectional view of a packaged light-emitting device in another configuration according to various embodiments.

직접 뷰 디스플레이(예컨대, AR 디스플레이)와 같은 디스플레이 디바이스는 픽셀들의 순서화된 어레이로부터 형성될 수도 있다. 각각의 픽셀은, 개별 피크 파장에서 광을 방출하는 서브픽셀들의 세트를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 픽셀은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 및 청색 서브픽셀을 포함할 수도 있다. 각각의 서브픽셀은, 특정 파장의 광을 방출하는 하나 이상의 발광 다이오드들을 포함할 수도 있다. 통상적인 배열은 각각의 픽셀 내에 적색, 녹색, 및 청색(RGB) 서브픽셀들을 갖는 것이다. 각각의 픽셀은 백플레인 회로에 의해 구동될 수도 있어서, 컬러 색역 내의 컬러들의 임의의 조합이 각각의 픽셀에 대해 디스플레이 상에 보여질 수도 있다. 디스플레이 패널은, LED 서브픽셀들이 백플레인 상에 위치된 본드(bond) 패드에 솔더링되거나, 그렇지 않으면 전기적으로 부착되는 프로세스에 의해 형성될 수도 있다. 본드 패드는 백플레인 회로 및 다른 구동 전자기기에 의해 전기적으로 구동될 수도 있다.A display device, such as a direct view display (e.g., an AR display), may be formed from an ordered array of pixels. Each pixel may include a set of subpixels that emit light at distinct peak wavelengths. For example, a pixel may include a red subpixel, a green subpixel, and a blue subpixel. Each subpixel may include one or more light emitting diodes that emit light of a particular wavelength. A typical arrangement has red, green, and blue (RGB) subpixels within each pixel. Each pixel may be driven by backplane circuitry, such that any combination of colors within the color gamut may be displayed on the display for each pixel. The display panel may be formed by a process in which the LED subpixels are soldered or otherwise electrically attached to bond pads located on a backplane. The bond pads may be electrically driven by the backplane circuitry and other driving electronics.

다양한 실시형태들은, 광자적으로 펌핑된 양자 도트들을 사용하여 더 짧은 파장 여기 소스로부터 고효율 적색, 녹색, 청색, 및/또는 다른 컬러 픽셀화된 광을 생성하도록 구성된 발광 디바이스를 제공한다. 1 내지 2 미크론과 같은 10 미크론 미만의 길이 및 폭을 갖는 실시형태 미크론-스케일 발광 다이오드들(마이크로-LED들)이 AR 디스플레이들 및 다른 직접 뷰 디스플레이 디바이스들에서 사용될 수도 있다. 이러한 신생의 기술은 디스플레이 디바이스의 각각의 픽셀 위치에서 개별 LED들을 사용함으로써 높은 블랙 레벨들을 제공한다. 추가로, 각각의 픽셀은 단일 컬러의 광을 생성하도록 구성될 수도 있다. 개별 LED들이 부착될 수도 있는 백플레인은, 박막 트랜지스터(TFT) 구조들, 실리콘 CMOS, 또는 각각의 LED에 전압 또는 전류를 독립적으로 인가하도록 구성될 수도 있는 다른 드라이버 회로부를 갖는 기판(예컨대, 플라스틱, 유리, 반도체 등)을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 백플레인은 유리 또는 플라스틱 기판 상의 TFT들, 또는 벌크 실리콘 기판 상의 또는 SOI(silicon-on-insulator) 기판 상의 벌크 실리콘 트랜지스터들(예컨대, CMOS 구성에서의 트랜지스터들)을 포함할 수도 있다. 마이크로-LED들이 하기의 실시형태들에서 설명되지만, 다른 타입들의 LED들(예컨대, 나노와이어 또는 다른 나노구조 LED들), 또는 10 미크론보다 큰 사이즈(예컨대, 폭 및 길이)를 갖는 매크로-LED들이 또한, 마이크로-LED들 대신에 또는 그에 부가하여 사용될 수도 있음을 유의해야 한다.Various embodiments provide light-emitting devices configured to generate high efficiency red, green, blue, and/or other color pixelated light from shorter wavelength excitation sources using photonically pumped quantum dots. Micron-scale light-emitting diodes (micro-LEDs) having lengths and widths of less than 10 microns, such as 1 to 2 microns, may be used in AR displays and other direct view display devices. This emerging technology provides high black levels by using individual LEDs at each pixel location in the display device. Additionally, each pixel may be configured to generate light of a single color. The backplane to which the individual LEDs may be attached may include a substrate (e.g., plastic, glass, semiconductor, etc.) having thin film transistor (TFT) structures, silicon CMOS, or other driver circuitry that may be configured to independently apply voltage or current to each LED. For example, the backplane may include TFTs on a glass or plastic substrate, or bulk silicon transistors (e.g., transistors in a CMOS configuration) on a bulk silicon substrate or on a silicon-on-insulator (SOI) substrate. Although micro-LEDs are described in the embodiments below, it should be noted that other types of LEDs (e.g., nanowire or other nanostructure LEDs), or macro-LEDs having a size (e.g., width and length) greater than 10 microns may also be used instead of, or in addition to, micro-LEDs.

일부 실시형태들에서, 각각의 마이크로-LED의 사이즈는, 직접 뷰 디스플레이 디바이스 또는 다른 디스플레이 디바이스와 같은 특정 디스플레이 디바이스에서 사용되는 픽셀들의 피치보다 작을 수도 있다. 예를 들어, 2000 내지 8000 ppi AR 디스플레이는 1 미크론 미만 만큼, 예컨대, 0.6 내지 0.7 미크론 만큼 이격된 인접한 마이크로-LED들을 가질 수도 있다. 높은 정확도로 백플레인 상의 동일한 픽셀의 인접한 RGB 서브픽셀 영역들 상에 다수의 상이한 컬러 마이크로-LED들을 순차적으로 배치하는 것(예컨대, 적색, 녹색 및 청색 방출 LED들을 순차적으로 배치하는 것)은 어렵다.In some embodiments, the size of each micro-LED may be smaller than the pitch of pixels used in a particular display device, such as a direct view display device or other display device. For example, a 2000 to 8000 ppi AR display may have adjacent micro-LEDs spaced apart by less than 1 micron, such as 0.6 to 0.7 microns. It is difficult to sequentially arrange multiple different color micro-LEDs on adjacent RGB sub-pixel regions of the same pixel on the backplane with high accuracy (e.g., sequentially placing red, green, and blue emitting LEDs).

본 개시의 일부 실시형태들은, 광자적으로 펌핑된 컬러 변환 재료와 커플링된 낮은 인듐 도핑된 InGaN 활성 영역(예컨대, 낮은 인듐 함량 InGaN 발광 활성 층을 갖는 마이크로-LED) 또는 도핑되지 않은 GaN 활성 영역(예컨대, GaN 발광 활성 층을 갖는 마이크로-LED)을 갖는 LED에 기초한 광자 방출기를 포함한다. 그러한 LED들은, 자외선(UV) 방사선 또는 청색광 스펙트럼 영역(예컨대, 370 내지 460 nm, 예컨대, 390 내지 420 nm, 예를 들어, 400 내지 410 nm)에서 피크 방출 파장을 갖는 UV 방사선 또는 청색광을 방출할 수도 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 청색광 스펙트럼 영역은, 인간 관찰자에 의해 인지되는 바와 같은 청색 및 자색 컬러들을 포함한다.Some embodiments of the present disclosure include photon emitters based on LEDs having a low indium-doped InGaN active region (e.g., a micro-LED having a low indium content InGaN light-emitting active layer) or an undoped GaN active region (e.g., a micro-LED having a GaN light-emitting active layer) coupled with a photonically pumped color conversion material. Such LEDs may emit UV radiation or blue light having a peak emission wavelength in the ultraviolet (UV) radiation or blue light spectral range (e.g., 370 to 460 nm, for example, 390 to 420 nm, for example, 400 to 410 nm). As used herein, the blue light spectral range includes blue and violet colors as perceived by a human observer.

일 실시형태에서, 컬러 변환 재료는 양자 도트들을 포함할 수도 있다. 양자 도트들은 단색 LED들에 의해 생성된 광자들을 흡수하고 양자 도트들의 특성들(예컨대, 양자 도트 사이즈 및 재료 조성)에 의존하여 다양한 컬러들의 광(예컨대, 적색, 녹색 및 청색)을 생성하도록 구성될 수도 있다.In one embodiment, the color conversion material may comprise quantum dots. The quantum dots may be configured to absorb photons generated by the monochromatic LEDs and generate light of various colors (e.g., red, green, and blue) depending on the properties of the quantum dots (e.g., quantum dot size and material composition).

증강 현실(AR) 디스플레이들(예컨대, 스마트 안경) 및 다른 어플리케이션들에 사용되는 사이즈 체제(예컨대, 10 미크론 미만의 사이즈들)에서, 다양한 컬러들을 생성하기 위한 UV 또는 청색 방출 LED들 및 광자적으로 펌핑된 양자 도트들의 사용은 백플레인에 걸쳐 더 양호한 균일성을 갖는 디스플레이 디바이스들을 제공할 수도 있다. 모든 인접한 단색 LED들(예컨대, UV 또는 청색 LED들 중 어느 하나)을 백플레인 상에 동시에(예컨대, 동일한 성장 기판으로부터) 배치하는 것에 의해, 인접한 적색, 녹색 및 청색 LED들을 동일한 RGB 픽셀의 인접한 서브픽셀들 내에 순차적으로 배치하는 것에 의한 것보다 엄격한 허용오차들이 더 쉽게 충족될 수도 있다. 본 개시의 실시형태들은, 서브픽셀들에서 양자 도트들을 제조 및 정렬하기 위해 단색 LED 어레이를 사용함으로써 각각의 컬러 서브픽셀에서 단색 LED들과 개별 양자 도트들 사이의 개선된 정렬을 허용하는 방법들을 제공한다.In the size regime (e.g., less than 10 micron sizes) used in augmented reality (AR) displays (e.g., smart glasses) and other applications, the use of UV or blue emitting LEDs and photonically pumped quantum dots to generate a variety of colors may provide display devices with better uniformity across the backplane. By placing all adjacent monochrome LEDs (e.g., either UV or blue LEDs) simultaneously (e.g., from the same growth substrate) on the backplane, tighter tolerances may be more easily met than by sequentially placing adjacent red, green, and blue LEDs within adjacent subpixels of the same RGB pixel. Embodiments of the present disclosure provide methods that allow for improved alignment between the monochrome LEDs and individual quantum dots in each color subpixel by using a monochrome LED array to fabricate and align the quantum dots in the subpixels.

도 1은 다양한 실시형태들에 따른, 발광 디바이스의 형성에 사용될 수도 있는 중간 구조물(100)의 수직 단면도이다. 중간 구조물(100)은 백플레인과 같은 기판(104) 상에 위치된 복수의 LED들(102)을 포함할 수도 있다. 상기에서 설명된 바와 같이, LED들(102)은 UV 방사선 범위에서 또는 청색광 스펙트럼 영역(예컨대, UV 또는 청색 LED들로서도 또한 지칭되는 UV 또는 청색 방출 LED들)에서 피크 방출 파장을 가질 수도 있다.FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of an intermediate structure (100) that may be used in forming a light-emitting device according to various embodiments. The intermediate structure (100) may include a plurality of LEDs (102) positioned on a substrate (104), such as a backplane. As described above, the LEDs (102) may have a peak emission wavelength in the UV radiation range or in the blue light spectral region (e.g., UV or blue emitting LEDs, also referred to as UV or blue LEDs).

일 실시형태에서, LED들(102)은, LED의 상부 상에 위치되고 기판(104)으로부터 멀리 대면하는 적어도 하나의 제1 전극(103)을 가질 수도 있다. 제1 전극(103)은 애노드 또는 캐소드 전극으로서 구성될 수도 있다. 일 실시형태에서, LED들(102)은, 제2 전극(105)이 기판(104)과 LED(102)의 하부 사이에 위치되는 수직 LED들로서 구성될 수도 있다. 예를 들어, 제2 전극(105)은 기판(104) 상의 개별 본딩 패드에 본딩될 수도 있다. 다른 실시형태에서, LED들(102)은 그들의 발광측(예컨대, 도 1의 상부측) 위에 위치된 공통의 투명한 제1 전극(103)(예컨대, 투명한 전도성 산화물 전극) 및 각각의 LED(102)가 턴 온되는지 또는 턴 오프되는지를 제어하는 별개의 제2 전극들(105)을 포함할 수도 있다. 다른 실시형태에서, LED들은, 양자 모두의 전극들이 LED의 동일 측 상에(예컨대, LED의 상부측 또는 하부측 상에) 위치되는 측방향 LED들로서 구성될 수도 있다.In one embodiment, the LEDs (102) may have at least one first electrode (103) positioned on top of the LED and facing away from the substrate (104). The first electrode (103) may be configured as an anode or cathode electrode. In one embodiment, the LEDs (102) may be configured as vertical LEDs where the second electrode (105) is positioned between the substrate (104) and the bottom of the LED (102). For example, the second electrode (105) may be bonded to individual bonding pads on the substrate (104). In another embodiment, the LEDs (102) may include a common transparent first electrode (103) (e.g., a transparent conductive oxide electrode) positioned on their emitting side (e.g., the top side in FIG. 1 ) and separate second electrodes (105) that control whether each LED (102) is turned on or off. In other embodiments, the LEDs may be configured as lateral LEDs, where both electrodes are positioned on the same side of the LED (e.g., on the top side or bottom side of the LED).

기판(104)은, LED들(102)에 의한 발광을 제어하도록 제2 전극들(105)을 통해 LED들(102)에 전압들 및 전류들을 공급하도록 구성된 전기 회로부(예컨대, TFT 및/또는 CMOS 회로들)를 갖는 백플레인일 수도 있다. 백플레인은 LED들을 구동하기 위한 액티브 또는 패시브 매트릭스 백플레인 기판일 수도 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "백플레인 기판"은, 그 위에 다중의 디바이스들을 부착하도록 구성된 임의의 기판을 지칭한다. 일 실시형태에서, 백플레인은 실리콘, 유리, 플라스틱, 및/또는 그에 부착된 디바이스들에 구조적 지지체를 제공할 수도 있는 적어도 다른 재료를 포함하는 기판을 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 백플레인 기판은, 금속화 라인들을 포함하는 금속 인터커넥트 구조물들(도시되지 않음)이, 예를 들어, 십자형 그리드에 존재하고 각각의 LED에 대한 전용 액티브 디바이스들(예컨대, TFT들)이 존재하지 않는 수동 백플레인 기판일 수 있다. 다른 실시형태에서, 백플레인 기판은, 전도성 라인들의 십자형 그리드로서 금속 인터커넥트 구조물들을 포함하고 전도성 라인들의 십자형 그리드의 하나 이상의 교차점들에 각각의 LED에 대한 전용 액티브 디바이스들(예컨대, CMOS 트랜지스터들 또는 TFT들)을 더 포함하는 액티브 백플레인 기판일 수도 있다.The substrate (104) may be a backplane having electrical circuitry (e.g., TFT and/or CMOS circuits) configured to supply voltages and currents to the LEDs (102) via the second electrodes (105) to control light emission by the LEDs (102). The backplane may be an active or passive matrix backplane substrate for driving the LEDs. As used herein, "backplane substrate" refers to any substrate configured to have multiple devices attached thereto. In one embodiment, the backplane may comprise a substrate comprising silicon, glass, plastic, and/or at least another material that may provide structural support for the devices attached thereto. In one embodiment, the backplane substrate may be a passive backplane substrate having metal interconnect structures (not shown) comprising metallized lines, for example, in a cross-shaped grid, and no dedicated active devices (e.g., TFTs) for each LED. In another embodiment, the backplane substrate may be an active backplane substrate including metal interconnect structures as a cross-shaped grid of conductive lines and further including dedicated active devices (e.g., CMOS transistors or TFTs) for each LED at one or more intersections of the cross-shaped grid of conductive lines.

도 2는 다양한 실시형태들에 따른, 발광 디바이스(200)의 수직 단면도이다. 발광 디바이스(200)는, 기판(104) 및 기판(104) 상에 형성된 복수의 LED들(102, 102a, 102b, 102c)을 포함하는 중간 구조물(100)(도 1 참조)을 포함할 수도 있다. 제2 전극들(105)은 명확성을 위해 도 2로부터 생략된다. 상기에서 설명된 바와 같이, LED들(102)은 청색 또는 자외선 방사선 입사 광자들(204)을 방출하도록 구성될 수도 있다. 발광 디바이스(200)는 컬러 변환 디바이스(201)를 더 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 컬러 변환 디바이스(201)는 중간 구조물(100)의 LED들(102)에 의해 방출된 방사선을 사용하여 제조되는 자립형 디바이스이다. 즉, 컬러 변환 디바이스(201)는 중간 구조물(100) 상에 층층이 디포지션되지 않고, 중간 구조물(100)과 별도로 형성되어, 지지용 중간 구조물(100)을 요구하지 않는다. 완성된 컬러 변환 디바이스(201)는 접착제 및/또는 기계적 부착을 사용하여 중간 구조물(100)에 후속하여 부착되어 발광 디바이스(200)를 형성한다.FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a light-emitting device (200) according to various embodiments. The light-emitting device (200) may include an intermediate structure (100) (see FIG. 1) including a substrate (104) and a plurality of LEDs (102, 102a, 102b, 102c) formed on the substrate (104). The second electrodes (105) are omitted from FIG. 2 for clarity. As described above, the LEDs (102) may be configured to emit blue or ultraviolet radiation incident photons (204). The light-emitting device (200) may further include a color conversion device (201). In one embodiment, the color conversion device (201) is a stand-alone device fabricated using radiation emitted by the LEDs (102) of the intermediate structure (100). That is, the color conversion device (201) is not deposited layer by layer on the intermediate structure (100), but is formed separately from the intermediate structure (100), and does not require a supporting intermediate structure (100). The completed color conversion device (201) is subsequently attached to the intermediate structure (100) using an adhesive and/or mechanical attachment to form the light emitting device (200).

컬러 변환 디바이스(201)는 매트릭스 재료 내의 복수의 비아들(302)에 형성된 컬러 변환 재료(202a, 202b, 202c)를 포함한다(하기의 도 3에 관하여 설명될 바와 같음). 하기에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 컬러 변환 디바이스(201)는, 매트릭스 재료 벽들(210)에 의해 경계지어지는 복수의 비아들(302)을 지지하는 기판(212)을 선택적으로 포함할 수도 있다. 기판(212) 및 벽들(210)은 상이한 재료들로 제조될 수도 있거나 또는 동일한 재료로 형성될 수도 있다. 컬러 변환 디바이스(201)는 입사 광자들(204)에 대해 투명한 선택적인 보호층(214)을 더 포함할 수도 있다. 보호층은 알루미늄 산화물 또는 다른 투명 재료를 포함할 수도 있다.The color conversion device (201) includes a color conversion material (202a, 202b, 202c) formed in a plurality of vias (302) within a matrix material (as described with respect to FIG. 3 below). As described in more detail below, the color conversion device (201) may optionally include a substrate (212) supporting the plurality of vias (302) bordered by matrix material walls (210). The substrate (212) and the walls (210) may be made of different materials or may be formed of the same material. The color conversion device (201) may further include an optional protective layer (214) that is transparent to incident photons (204). The protective layer may include aluminum oxide or another transparent material.

발광 디바이스(200)는 순서화된 어레이로서 구성될 수도 있다. 예를 들어, 제1 컬러 변환 재료(202a)는, 입사 광자들(204)을 흡수하고 그리고 제1 컬러를 갖는 변환된 광자들(206)을 생성하도록 구성될 수도 있다. 유사하게, 제2 컬러 변환 재료(202b)는, 입사 광자들(204)을 흡수하고 그리고 제2 컬러를 갖는 변환된 광자들(206)을 생성하도록 구성될 수도 있고, 제3 컬러 변환 재료(202c)는, 입사 광자들(204)을 흡수하고 그리고 제3 컬러를 갖는 변환된 광자들(206)을 생성하도록 구성될 수도 있다. 입사 광자들(204)의 특정 분획이 기판(212)에 의해 반사되어 반사된 광자들(208)이 될 수도 있다. 반사된 광자들(208)은 컬러 변환 재료(202a, 202b, 202c)에서 재순환할 수도 있고, 이에 의해, 컬러 변환 재료(202a, 202b, 202c)에 의해 흡수되고 변환된 광자들(206)로 변환될 증가된 확률을 가질 수도 있다. 때때로 "광자 재활용(photon recycling)"으로 지칭되는 이러한 프로세스는 디바이스의 양자 효율을 증가시킬 수도 있다.The light emitting device (200) may be configured as an ordered array. For example, the first color conversion material (202a) may be configured to absorb incident photons (204) and generate converted photons (206) having a first color. Similarly, the second color conversion material (202b) may be configured to absorb incident photons (204) and generate converted photons (206) having a second color, and the third color conversion material (202c) may be configured to absorb incident photons (204) and generate converted photons (206) having a third color. A certain fraction of the incident photons (204) may be reflected by the substrate (212) to become reflected photons (208). The reflected photons (208) may be recycled in the color conversion material (202a, 202b, 202c), thereby having an increased probability of being converted into photons (206) that are absorbed and converted by the color conversion material (202a, 202b, 202c). This process, sometimes referred to as “photon recycling,” may increase the quantum efficiency of the device.

일 실시형태에서, 발광 디바이스(200)는 픽셀들의 순서화된 어레이로서 구성될 수도 있고, 각각의 픽셀은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 및 청색 서브픽셀을 포함한다. 예를 들어, 픽셀(203)은 제1 LED(102a) 및 대응하는 제1 컬러(예컨대, 적색) 변환 재료(202a)를 갖는 제1(예컨대, 적색) 서브픽셀, 제2 LED(102b) 및 대응하는 제2 컬러(예컨대, 녹색) 변환 재료(202b)를 갖는 제2(예컨대, 녹색) 서브픽셀, 및 제3 LED(102c) 및 제3 컬러(예컨대, 청색) 변환 재료(202c)를 갖는 제3(예컨대, 청색) 서브픽셀을 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로, 개별 서브픽셀들에서의 컬러 변환 재료(202a, 202b, 202c)는 적색, 녹색, 및 청색 변환된 광자들(206)을 각각 생성하도록 구성될 수도 있다. 발광 디바이스(200)는 추가의 실시형태들에서 다양한 다른 방식들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 임의의 수의 LED들(102)이, 단일 컬러를 생성하는 컬러 변환 재료들과 연관될 수도 있다. 이에 따라, 각각의 픽셀은 각각의 서브픽셀에 복수의 LED들을 가질 수도 있다. 추가로, 다양한 서브픽셀들이 모두 동일한 수의 픽셀들을 갖는 것은 아닐 수도 있다. 일 실시형태에서, LED들(102a, 102b, 102c)은 동일한 피크 파장의 방사선(예컨대, UV 또는 청색광)을 방출할 수도 있다. LED들(102a, 102b, 102c)이 청색광을 방출하면, 제3 컬러(예컨대, 청색) 변환 재료(202c)는 청색 서브픽셀로부터 생략될 수도 있다.In one embodiment, the light-emitting device (200) may be configured as an ordered array of pixels, each pixel including a red sub-pixel, a green sub-pixel, and a blue sub-pixel. For example, a pixel (203) may include a first (e.g., red) sub-pixel having a first LED (102a) and a corresponding first color (e.g., red) conversion material (202a), a second (e.g., green) sub-pixel having a second LED (102b) and a corresponding second color (e.g., green) conversion material (202b), and a third (e.g., blue) sub-pixel having a third LED (102c) and a third color (e.g., blue) conversion material (202c). In this manner, the color conversion materials (202a, 202b, 202c) in individual subpixels may be configured to generate red, green, and blue converted photons (206), respectively. The light emitting device (200) may be configured in various other manners in additional embodiments. For example, any number of LEDs (102) may be associated with color conversion materials that generate a single color. Accordingly, each pixel may have multiple LEDs in each subpixel. Additionally, the various subpixels may not all have the same number of pixels. In one embodiment, the LEDs (102a, 102b, 102c) may emit radiation of the same peak wavelength (e.g., UV or blue light). If the LEDs (102a, 102b, 102c) emit blue light, the third color (e.g., blue) conversion material (202c) may be omitted from the blue subpixel.

복수의 비아들(302)(도 3 참조)의 각각은, 복수의 비아들의 각각에서의 컬러 변환 재료(202a, 202b, 202c)가 복수의 LED들(102) 중 대응하는 LED로부터 입사 광자들(204)을 흡수하고 입사 광자들(204)의 피크 파장보다 더 긴 피크 파장을 갖는 변환된 광자들(206)을 생성하도록 구성되도록 복수의 LED들(102a, 102b, 102c) 중 대응하는 LED 위에 위치될 수도 있다. 기판(212)(존재하는 경우)은, 변환된 광자들(206)이 기판(212)을 통해 투과될 수도 있도록 방사선 투명 재료로 형성된다.Each of the plurality of vias (302) (see FIG. 3) may be positioned over a corresponding one of the plurality of LEDs (102a, 102b, 102c) such that the color conversion material (202a, 202b, 202c) in each of the plurality of vias is configured to absorb incident photons (204) from a corresponding one of the plurality of LEDs (102) and generate converted photons (206) having a peak wavelength longer than a peak wavelength of the incident photons (204). The substrate (212) (if present) is formed of a radiation transparent material such that the converted photons (206) may be transmitted through the substrate (212).

도 2에 도시된 바와 같이, 컬러 변환 디바이스(201)는, 복수의 LED들(102) 위에 포지셔닝되는 별도의(즉, 자립형) 구조로서 구성될 수도 있다. 추가로, 하기의 도 19 내지 도 21을 참조하여 더 상세히 설명되는 바와 같이, 더 긴 피크 파장을 갖는 변환된 광자들(206)의 강도가 최대화되도록 복수의 LED들에 대한 컬러 변환 디바이스(201)의 포지션이 조정될 수도 있다. 추가로, 복수의 LED들(102)은, 각각 10 미크론 이하, 예컨대, 대략 1 내지 대략 2 미크론인 사이즈(즉, 길이 및 폭)를 갖는 마이크로-LED들을 포함할 수도 있다. 추가로, 인접한 LED들(102)은 1 미크론 이하, 예컨대, 대략 0.6 미크론 내지 대략 0.7 미크론인 거리만큼 분리될 수도 있다.As illustrated in FIG. 2, the color conversion device (201) may be configured as a separate (i.e., stand-alone) structure positioned over the plurality of LEDs (102). Additionally, the position of the color conversion device (201) relative to the plurality of LEDs may be adjusted such that the intensity of converted photons (206) having longer peak wavelengths is maximized, as will be described in more detail with reference to FIGS. 19-21 below. Additionally, the plurality of LEDs (102) may include micro-LEDs each having a size (i.e., length and width) of less than or equal to 10 microns, for example, from about 1 to about 2 microns. Additionally, adjacent LEDs (102) may be separated by a distance of less than or equal to 1 micron, for example, from about 0.6 micron to about 0.7 micron.

컬러 변환 재료(202a, 202b, 202c)는 다양한 상이한 컬러들에 대응하는 양자 도트들을 포함할 수도 있다. 이 예에서, 컬러 변환 재료(202a, 202b, 202c)는, UV 또는 청색 입사 광자들(204)을 각각 제1, 제2, 및 제3 컬러들을 갖는 광자들로 변환하도록 구성될 수도 있는 복수의 제1 양자 도트들(202a), 복수의 제2 양자 도트들(202b), 및 복수의 제3 양자 도트들(202c)을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 제1, 제2, 및 제3 컬러들은 적색, 녹색, 및 청색 컬러 스펙트럼 범위에서 상이한 피크 파장들을 가질 수도 있다. 양자 도트들은 2 nm 내지 8 nm 범위와 같이 대략 1 nm 내지 대략 10 nm 범위의 직경을 가질 수도 있고, III-V족 반도체 재료(예컨대, 미국 특허 9,884,763 B1에 기술된 바와 같은 인듐 포스파이드, 그 전체가 본 명세서에서 참조에 의해 통합됨), II-VI족 반도체 재료(예컨대, 미국 특허출원공개 US 2017/0250322 A1에 기술된 바와 같은 ZnSe, ZnS, ZnTe, CdS, CdSe 등 코어-쉘 양자 도트들, 그 전체가 본 명세서에서 참조에 의해 통합됨), 및/또는 I-III-VI족 반도체 재료(예컨대, 미국 특허 10,927,294 B2에 기술된 바와 같은 AgInGaS/AgGaS 코어-쉘 양자 도트들, 그 전체가 본 명세서에서 참조에 의해 통합됨)와 같은 화합물 반도체 재료의 나노결정들일 수도 있다.The color conversion material (202a, 202b, 202c) may include quantum dots corresponding to a variety of different colors. In this example, the color conversion material (202a, 202b, 202c) may include a plurality of first quantum dots (202a), a plurality of second quantum dots (202b), and a plurality of third quantum dots (202c) that may be configured to convert UV or blue incident photons (204) into photons having first, second, and third colors, respectively. For example, the first, second, and third colors may have different peak wavelengths in the red, green, and blue color spectral ranges. The quantum dots may have a diameter in the range of about 1 nm to about 10 nm, such as in the range of about 2 nm to 8 nm, and may be nanocrystals of a compound semiconductor material, such as a III-V semiconductor material (e.g., indium phosphide as described in U.S. Pat. No. 9,884,763 B1, which is incorporated herein by reference in its entirety), a II-VI semiconductor material (e.g., core-shell quantum dots of ZnSe, ZnS, ZnTe, CdS, CdSe, etc. as described in U.S. Patent Application Publication No. US 2017/0250322 A1, which is incorporated herein by reference in its entirety), and/or a I-III-VI semiconductor material (e.g., AgInGaS/AgGaS core-shell quantum dots as described in U.S. Pat. No. 10,927,294 B2, which is incorporated herein by reference in its entirety).

양자 도트들은 그들의 직경에 의존하여 상이한 착색 광(예컨대, 적색, 녹색 또는 청색)을 방출할 수도 있다. 더 큰 양자 도트들은 더 긴 파장 광을 방출할 수도 있는 한편, 더 작은 도트들은 더 짧은 파장 광을 방출할 수도 있다. 양자 도트들은, 광 추출 재료(110)의 굴절률과는 상이한(예컨대, 더 높은) 굴절률을 갖는 재료(예컨대, 폴리이미드와 같은 폴리머)에 현탁될 수도 있다. 예를 들어, 폴리이미드 재료는 1.6 내지 1.75, 예컨대, 약 1.7의 굴절률을 가질 수도 있다. 청색 LED들(102)이 사용되면, 청색 발광 양자 도트들은 생략될 수도 있다.The quantum dots may emit different colored light (e.g., red, green, or blue) depending on their diameter. Larger quantum dots may emit longer wavelength light, while smaller dots may emit shorter wavelength light. The quantum dots may be suspended in a material (e.g., a polymer such as polyimide) having a refractive index that is different (e.g., higher) than the refractive index of the light extracting material (110). For example, the polyimide material may have a refractive index of 1.6 to 1.75, for example, about 1.7. If blue LEDs (102) are used, the blue emitting quantum dots may be omitted.

LED들(102)의 각각은, 공통 파장을 갖거나 타겟 파장들의 범위 내에 있는 입사 광자들(204)을 방출하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, GaN계 LED들(102)은, 대략 370 nm 내지 대략 430 nm, 예컨대, 대략 400 nm 내지 대략 410 nm(즉, 전자기 스펙트럼의 청색 또는 근-UV 부분의) 범위에 있는 파장을 갖는 입사 광자들(204)을 방출할 수도 있다. LED들(102)은 고 균일성도를 나타낼 수도 있고, 고 효율을 나타낼 수도 있다.Each of the LEDs (102) may be configured to emit incident photons (204) having a common wavelength or within a range of target wavelengths. For example, the GaN-based LEDs (102) may emit incident photons (204) having a wavelength in the range of about 370 nm to about 430 nm, such as about 400 nm to about 410 nm (i.e., in the blue or near-UV portion of the electromagnetic spectrum). The LEDs (102) may exhibit high uniformity and may exhibit high efficiency.

도 3은 다양한 실시형태들에 따른, 도 2에 도시된 컬러 변환 디바이스(201)의 형성에 사용될 수도 있는 중간 구조물(300)의 수직 단면도이다. 중간 구조물(300)은 기판(212), 및 복수의 비아들(302)이 내부에 형성된 매트릭스 재료를 포함하는 자립형 지지체를 포함할 수도 있다. 비아들(302)은 매트릭스 재료 벽들(210)에 의해 경계지어질 수도 있다. 벽들(210) 및 기판(212)은 동일한 재료로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 중간 구조물(300)은 사출 성형(injection molding) 프로세스에 의해 형성되는 폴리머 재료를 포함할 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 매트릭스 재료는 기판(212) 위에 형성된 포지티브-톤 감광성 폴리머(210L)를 포함할 수도 있다(예컨대, 하기의 도 17 및 관련 설명 참조). 비아들(302)은, 용매로 제거될 수도 있는 가교되지 않은 폴리머 재료 부분들을 생성하도록 작용하는 청색 또는 UV 방사선에 포지티브-톤 감광성 폴리머(210L)의 부분들을 선택적으로 노출시킴으로써 형성될 수도 있다(예컨대, 하기의 도 18 및 관련 설명 참조). 매트릭스 재료 내에 비아들(302)을 형성하는 다양한 다른 방식들이 본 개시의 범위 내에서 고려된다.FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of an intermediate structure (300) that may be used in forming the color conversion device (201) illustrated in FIG. 2, according to various embodiments. The intermediate structure (300) may include a self-supporting support comprising a substrate (212) and a matrix material having a plurality of vias (302) formed therein. The vias (302) may be bounded by matrix material walls (210). The walls (210) and the substrate (212) may be formed of the same material. For example, the intermediate structure (300) may include a polymer material formed by an injection molding process. In other embodiments, the matrix material may include a positive-tone photosensitive polymer (210L) formed over the substrate (212) (e.g., see FIG. 17 and related description, below). The vias (302) may also be formed by selectively exposing portions of the positive-tone photosensitive polymer (210L) to blue or UV radiation that acts to create uncrosslinked polymer material portions that may be removed with a solvent (e.g., see FIG. 18 and related description below). Various other ways of forming the vias (302) within the matrix material are contemplated within the scope of the present disclosure.

도 4 내지 도 9에 예시된 제1 실시형태에서, 양자 도트 잉크가 개별 비아들(302)에 선택적으로 디포지션된 다음, 조사(irradiation)가 수행된다. 도 11 내지 도 16에 예시된 제2 실시형태에서, 양자 도트 잉크가 개별 비아들(302)에 비선택적으로 디포지션된 다음, 조사가 수행된다.In the first embodiment illustrated in FIGS. 4 to 9, quantum dot ink is selectively deposited on individual vias (302), and then irradiation is performed. In the second embodiment illustrated in FIGS. 11 to 16, quantum dot ink is non-selectively deposited on individual vias (302), and then irradiation is performed.

도 4는 제1 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스(201)(예컨대, 도 2 참조)의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물(400)의 수직 단면도이다. 이 실시형태에서, 제1 양자 도트 잉크(402a)는, 제1 양자 도트들(202a)을 함유하도록 의도된 제1 복수의 비아들(302)에 선택적으로 도입될 수도 있다. 제1 양자 도트 잉크(402a)는, 광경화성 폴리머 재료에 현탁된 제1 사이즈 및 조성을 갖는 양자 도트들을 포함할 수도 있다. 제1 양자 도트 잉크(402a)는 다양한 방식들로 디포지션될 수도 있다. 예를 들어, 제1 양자 도트 잉크(402a)는 잉크젯 프린팅 프로세스에 의해 디포지션될 수도 있다. 제1 양자 도트 잉크(402a)는, 하기의 도 5를 참조하여 더 상세히 설명되는 바와 같이, 청색광 또는 UV 방사선에 노출되어 제1 광경화성 폴리머 재료를 가교할 수도 있다.FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure (400) that may be used in forming a color conversion device (201) (e.g., see FIG. 2 ) according to a first embodiment. In this embodiment, a first quantum dot ink (402a) may be optionally introduced into a first plurality of vias (302) intended to contain first quantum dots (202a). The first quantum dot ink (402a) may include quantum dots having a first size and composition suspended in a photocurable polymer material. The first quantum dot ink (402a) may be deposited in a variety of ways. For example, the first quantum dot ink (402a) may be deposited by an inkjet printing process. The first quantum dot ink (402a) may also be exposed to blue light or UV radiation to crosslink the first photocurable polymer material, as described in more detail with reference to FIG. 5 below.

도 5는 제1 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스(201)(예컨대, 도 2 참조)의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물(500)의 수직 단면도이다. 중간 구조물(500)은, 도 4의 중간 구조물(400) 위에 포지셔닝된 LED들의 어레이(예컨대, 도 1의 중간 구조물(100))를 포함할 수도 있다. LED들의 어레이가 제1 양자 도트 잉크(402a)를 조사하기 위해 중간 구조물(400) 위에 포지셔닝되는 것으로서 도시되지만, 대안적인 실시형태에서, LED들의 어레이는 기판(212)을 통해 제1 양자 도트 잉크(402a)를 조사하기 위해 중간 구조물(400)의 기판(212) 아래에 포지셔닝될 수도 있다. LED들의 어레이는 제1 양자 도트 잉크(402a)를 선택적으로 조명하기 위한 제조 도구로서 사용될 수도 있다. 도시된 바와 같이, 제1 복수의 LED들(102a)이, 제1 양자 도트 잉크(402a)를 청색광 또는 UV 방사선(502)에 노출시키기 위해 선택적으로 턴 온될 수도 있다. 이러한 방식으로, 청색광 또는 UV 방사선(502)은 제1 양자 도트 잉크(402a)가 가교되게 하여, 제1 컬러 변환 재료(202a)를 형성할 수도 있다. 따라서, 제1 LED들(102a)(예컨대, 최종 디바이스(201)에서 적색 서브픽셀들에 위치된 LED들)은, 적색 서브픽셀들에 제1(예컨대, 적색) 컬러 변환 재료(202a)를 형성하기 위해 제1 양자 도트 잉크(402a)를 노출시키는데 사용될 수도 있다.FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure (500) that may be used in forming a color conversion device (201) (e.g., see FIG. 2 ) according to the first embodiment. The intermediate structure (500) may include an array of LEDs positioned over the intermediate structure (400) of FIG. 4 (e.g., the intermediate structure (100) of FIG. 1 ). While the array of LEDs is shown positioned over the intermediate structure (400) to illuminate the first quantum dot ink (402a), in alternative embodiments, the array of LEDs may be positioned beneath the substrate (212) of the intermediate structure (400) to illuminate the first quantum dot ink (402a) through the substrate (212). The array of LEDs may also be used as a fabrication tool to selectively illuminate the first quantum dot ink (402a). As illustrated, the first plurality of LEDs (102a) may be selectively turned on to expose the first quantum dot ink (402a) to blue light or UV radiation (502). In this manner, the blue light or UV radiation (502) may cause the first quantum dot ink (402a) to crosslink to form the first color conversion material (202a). Accordingly, the first LEDs (102a) (e.g., LEDs positioned in red subpixels in the final device (201)) may be used to expose the first quantum dot ink (402a) to form the first (e.g., red) color conversion material (202a) in the red subpixels.

도 6은 제1 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스(201)(예컨대, 도 2 참조)의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물(600)의 수직 단면도이다. 제2 양자 도트 잉크(402b)가, 도시된 바와 같이, 제2 복수의 비아들(302)에 도입될 수도 있다. 제2 양자 도트 잉크(402b)는, 광경화성 폴리머 재료에 현탁된 제1 사이즈 및/또는 조성과는 상이한 제2 사이즈 및 조성을 갖는 양자 도트들을 포함할 수도 있다. 제2 양자 도트 잉크(402b)는, 하기의 도 7을 참조하여 더 상세히 설명되는 바와 같이, 청색광 또는 UV 방사선에 노출되어 제2 광경화성 폴리머 재료를 가교할 수도 있다.FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure (600) that may be used in forming a color conversion device (201) (e.g., see FIG. 2 ) according to the first embodiment. A second quantum dot ink (402b) may be introduced into the second plurality of vias (302), as illustrated. The second quantum dot ink (402b) may include quantum dots having a second size and/or composition that is different from the first size and/or composition suspended in the photocurable polymer material. The second quantum dot ink (402b) may be exposed to blue light or UV radiation to crosslink the second photocurable polymer material, as described in more detail with reference to FIG. 7 below.

도 7은 제1 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스(201)(예컨대, 도 2 참조)의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물(700)의 수직 단면도이다. 중간 구조물(700)은, 도 6의 중간 구조물(600) 위에 또는 아래에 포지셔닝된 LED들의 어레이(예컨대, 도 1의 중간 구조물(100))를 포함할 수도 있다. 도시된 바와 같이, 제2 복수의 LED들(102b)이, 제2 양자 도트 잉크(402b)를 청색광 또는 UV 방사선(502)에 노출시키기 위해 선택적으로 턴 온될 수도 있다. 이러한 방식으로, 청색광 또는 UV 방사선(502)은 제2 양자 도트 잉크(402b)가 가교되게 하여, 제2 컬러 변환 재료(202b)를 형성할 수도 있다. 따라서, 제2 LED들(102b)(예컨대, 최종 디바이스(201)에서 녹색 서브픽셀들에 위치된 LED들)은, 녹색 서브픽셀들에 제2(예컨대, 녹색) 컬러 변환 재료(202b)를 형성하기 위해 제2 양자 도트 잉크(402b)를 노출시키는데 사용될 수도 있다.FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure (700) that may be used in forming a color conversion device (201) (e.g., see FIG. 2 ) according to the first embodiment. The intermediate structure (700) may include an array of LEDs (e.g., the intermediate structure (100) of FIG. 1 ) positioned above or below the intermediate structure (600) of FIG. 6 . As illustrated, a second plurality of LEDs (102b) may be selectively turned on to expose the second quantum dot ink (402b) to blue light or UV radiation (502). In this manner, the blue light or UV radiation (502) may cause the second quantum dot ink (402b) to crosslink to form the second color conversion material (202b). Thus, the second LEDs (102b) (e.g., LEDs positioned in green subpixels in the final device (201)) may be used to expose the second quantum dot ink (402b) to form a second (e.g., green) color conversion material (202b) in the green subpixels.

도 8은 제1 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스(201)(예컨대, 도 2 참조)의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물(800)의 수직 단면도이다. 제3 컬러 변환 재료(202c)가 최종 디바이스(201)에 존재하면, 제3 양자 도트 잉크(402c)가, 도시된 바와 같이, 제3 복수의 비아들(302)(예컨대, 도 3 참조)에 도입될 수도 있다. 제3 양자 도트 잉크(402c)는, 광경화성 폴리머 재료에 현탁된 제1 및 제2 사이즈 및/또는 조성과는 상이한 제3 사이즈 및 조성을 갖는 양자 도트들을 포함할 수도 있다. 제3 양자 도트 잉크(402c)는, 하기의 도 9를 참조하여 더 상세히 설명되는 바와 같이, 청색광 또는 UV 방사선에 노출되어 제3 광경화성 폴리머 재료를 가교할 수도 있다.FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure (800) that may be used in forming a color conversion device (201) (e.g., see FIG. 2 ) according to the first embodiment. If a third color conversion material (202c) is present in the final device (201), a third quantum dot ink (402c) may be introduced into the third plurality of vias (302) (e.g., see FIG. 3 ), as illustrated. The third quantum dot ink (402c) may include quantum dots having a third size and composition that is different from the first and second sizes and/or compositions suspended in the photocurable polymer material. The third quantum dot ink (402c) may be exposed to blue light or UV radiation to crosslink the third photocurable polymer material, as described in more detail with reference to FIG. 9 , below.

도 9는 제1 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스(201)(예컨대, 도 2 참조)의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물(900)의 수직 단면도이다. 중간 구조물(900)은, 도 8의 중간 구조물(800) 위에 또는 아래에 포지셔닝된 LED들의 어레이(예컨대, 도 1의 중간 구조물(100))를 포함할 수도 있다. 도시된 바와 같이, 제3 복수의 LED들(102c)이, 제3 양자 도트 잉크(402c)를 청색광 또는 UV 방사선(502)에 노출시키기 위해 선택적으로 턴 온될 수도 있다. 이러한 방식으로, 청색광 또는 UV 방사선(502)은 제3 양자 도트 잉크(402c)가 가교되게 하여, 제3 컬러 변환 재료(202c)를 형성할 수도 있다. 따라서, 제3 LED들(102c)(예컨대, 최종 디바이스(201)에서 청색 서브픽셀들에 위치된 LED들)은, 청색 서브픽셀들에 제3(예컨대, 청색) 컬러 변환 재료(202c)를 형성하기 위해 제3 양자 도트 잉크(402c)를 노출시키는데 사용될 수도 있다. 대안적으로, LED들(102)이 청색 LED들을 포함하면, 도 8 및 도 9의 단계들은 생략될 수도 있다.FIG. 9 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure (900) that may be used in forming a color conversion device (201) (e.g., see FIG. 2 ) according to the first embodiment. The intermediate structure (900) may include an array of LEDs (e.g., the intermediate structure (100) of FIG. 1 ) positioned above or below the intermediate structure (800) of FIG. 8 . As illustrated, a third plurality of LEDs (102c) may be selectively turned on to expose the third quantum dot ink (402c) to blue light or UV radiation (502). In this manner, the blue light or UV radiation (502) may cause the third quantum dot ink (402c) to crosslink to form the third color conversion material (202c). Accordingly, the third LEDs (102c) (e.g., LEDs positioned in blue subpixels in the final device (201)) may be used to expose the third quantum dot ink (402c) to form a third (e.g., blue) color conversion material (202c) in the blue subpixels. Alternatively, if the LEDs (102) include blue LEDs, the steps of FIGS. 8 and 9 may be omitted.

도 10은 다양한 실시형태들에 따른, 컬러 변환 디바이스(201)(예컨대, 도 2 참조)의 수직 단면도이다. 도시된 바와 같이, 컬러 변환 디바이스(201)는, 컬러 변환 재료(202a, 202b, 202c) 위에 형성된 보호층(214)을 더 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 보호층(214)은, 원자층 디포지션(ALD) 프로세스를 사용하여 디포지션될 수도 있는 Al2O3의 박층일 수도 있다. 보호층(214)은 대략 5 nm 내지 대략 50 nm 범위의 두께를 가질 수도 있다. 대안적으로, 보호층(214)은 다른 디포지션 프로세스들을 사용하여 다양한 다른 재료들로 형성될 수도 있고 다른 두께들을 가질 수도 있다. 보호층(214)은, 입사 광자들(204)이 보호층(214)을 통해 투과되게 하면서 컬러 변환 재료(202a, 202b, 202c)를 보호하도록 구성될 수도 있다(예컨대, 도 2 참조).FIG. 10 is a vertical cross-sectional view of a color conversion device (201) (e.g., see FIG. 2 ) according to various embodiments. As illustrated, the color conversion device (201) may further include a protective layer (214) formed over the color conversion materials (202a, 202b, 202c). In one embodiment, the protective layer (214) may be a thin layer of Al 2 O 3 , which may be deposited using an atomic layer deposition (ALD) process. The protective layer (214) may have a thickness in the range of about 5 nm to about 50 nm. Alternatively, the protective layer (214) may be formed of various other materials using other deposition processes and may have other thicknesses. The protective layer (214) may be configured to protect the color conversion material (202a, 202b, 202c) while allowing incident photons (204) to transmit through the protective layer (214) (e.g., see FIG. 2).

도 11은 제2 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스(201)(예컨대, 도 2 참조)의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물(1100)의 수직 단면도이다. 이 실시형태에서, 스핀-코팅 프로세스가, 도 3의 중간 구조물(300) 내의 비아들(302) 모두에 제1 양자 도트 잉크(402a)를 비선택적으로 디포지션하는데 사용될 수도 있다. 상기에서 설명된 바와 같이, 제1 양자 도트 잉크(402a)는, 광경화성 폴리머 재료에 현탁된 제1 사이즈 및 조성을 갖는 양자 도트들을 포함할 수도 있다. 제1 양자 도트 잉크(402a)는, 하기의 도 12를 참조하여 더 상세히 설명되는 바와 같이, 청색광 또는 UV 방사선에 노출되어 제1 광경화성 폴리머 재료를 가교할 수도 있다.FIG. 11 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure (1100) that may be used in forming a color conversion device (201) (e.g., see FIG. 2 ) according to a second embodiment. In this embodiment, a spin-coating process may be used to non-selectively deposit a first quantum dot ink (402a) on all of the vias (302) within the intermediate structure (300) of FIG. 3. As described above, the first quantum dot ink (402a) may include quantum dots having a first size and composition suspended in a photocurable polymer material. The first quantum dot ink (402a) may be exposed to blue light or UV radiation to crosslink the first photocurable polymer material, as described in more detail with reference to FIG. 12 below.

도 12는 제2 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스(201)(예컨대, 도 2 참조)의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물(1200)의 수직 단면도이다. 중간 구조물(1200)은, 도 11의 중간 구조물(1100) 위에 또는 아래에 포지셔닝된 LED들의 어레이(예컨대, 도 1의 중간 구조물(100))를 포함할 수도 있다. LED들의 어레이는 제1 양자 도트 잉크(402a)를 선택적으로 조명하기 위한 제조 도구로서 사용될 수도 있다. 도시된 바와 같이, 제1 복수의 LED들(102a)이, 제1(예컨대, 적색) 양자 도트 잉크(402a)를 청색광 또는 UV 방사선(502)에 노출시키기 위해 선택적으로 턴 온될 수도 있다. 이러한 방식으로, 청색광 또는 UV 방사선(502)은 일부 비아들(302)에서의(예컨대, 적색 서브픽셀들에 위치된 비아들에서의) 제1 양자 도트 잉크(402a)가 가교되게 하여(즉, 그 잉크의 광경화성 폴리머 재료가 가교되게 하여), 제1 컬러 변환 재료(202a)를 형성할 수도 있다.FIG. 12 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure (1200) that may be used in forming a color conversion device (201) (e.g., see FIG. 2 ) according to a second embodiment. The intermediate structure (1200) may include an array of LEDs (e.g., the intermediate structure (100) of FIG. 1 ) positioned above or below the intermediate structure (1100) of FIG. 11 . The array of LEDs may be used as a manufacturing tool to selectively illuminate the first quantum dot ink (402a). As illustrated, the first plurality of LEDs (102a) may be selectively turned on to expose the first (e.g., red) quantum dot ink (402a) to blue light or UV radiation (502). In this manner, the blue light or UV radiation (502) may cause the first quantum dot ink (402a) in some of the vias (302) (e.g., in the vias located in the red subpixels) to crosslink (i.e., cause the photocurable polymer material of the ink to crosslink) to form the first color conversion material (202a).

도 13은 제2 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스(201)(예컨대, 도 2 참조)의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물(1300)의 수직 단면도이다. 이와 관련하여, 중간 구조물(1200)(예컨대, 도 12 참조)에서 조명되지 않았던 제1 양자 도트 잉크(402a)의 부분들(예컨대, 녹색 및 청색 서브픽셀 비아들(302)에 위치된 적색 양자 도트 잉크)은, 이들 비아들(302)에서의 잉크의 광경화성 폴리머 재료가 조명에 의해 가교되지 않았기 때문에 선택적으로 제거될 수도 있다.FIG. 13 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure (1300) that may be used in forming a color conversion device (201) (e.g., see FIG. 2 ) according to a second embodiment. In this regard, portions of the first quantum dot ink (402a) that were not illuminated in the intermediate structure (1200) (e.g., see FIG. 12 ) (e.g., red quantum dot ink positioned in the green and blue sub-pixel vias (302)) may be selectively removed because the photocurable polymer material of the ink in these vias (302) was not crosslinked by the illumination.

그 다음, 스핀-코팅 프로세스가, 도 12의 중간 구조물(1200)에서 조명되지 않았던 복수의 비아들(302)에(즉, 제1 컬러 변환 재료(202a)에 의해 이미 충진되지 않은 비아들에) 제2(예컨대, 녹색) 양자 도트 잉크(402b)를 디포지션하는데 사용될 수도 있다. 상기에서 설명된 바와 같이, 제2 양자 도트 잉크(402b)는, 광경화성 폴리머 재료에 현탁된 제1 사이즈 및/또는 조성과는 상이한 제2 사이즈 및 조성을 갖는 양자 도트들을 포함할 수도 있다. 제2 양자 도트 잉크(402b)는, 하기의 도 14를 참조하여 더 상세히 설명되는 바와 같이, 청색광 또는 UV 방사선에 노출되어 제2 광경화성 폴리머 재료를 가교할 수도 있다.Next, a spin-coating process may be used to deposit a second (e.g., green) quantum dot ink (402b) into the plurality of vias (302) that were not illuminated in the intermediate structure (1200) of FIG. 12 (i.e., vias that are not already filled with the first color conversion material (202a)). As described above, the second quantum dot ink (402b) may include quantum dots having a second size and composition that is different from the first size and/or composition suspended in the photocurable polymer material. The second quantum dot ink (402b) may be exposed to blue light or UV radiation to crosslink the second photocurable polymer material, as described in more detail with reference to FIG. 14 below.

도 14는 제2 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스(201)(예컨대, 도 2 참조)의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물(1400)의 수직 단면도이다. 중간 구조물(1400)은, 도 13의 중간 구조물(1300) 위에 또는 아래에 포지셔닝된 LED들의 어레이(예컨대, 도 1의 중간 구조물(100))를 포함할 수도 있다. LED들의 어레이는 제2 양자 도트 잉크(402b)를 선택적으로 조명하기 위한 제조 도구로서 사용될 수도 있다. 도시된 바와 같이, 제2 복수의 LED들(102b)이, 제2 양자 도트 잉크(402b)를 청색광 또는 UV 방사선(502)에 노출시키기 위해 선택적으로 턴 온될 수도 있다. 이러한 방식으로, 청색광 또는 UV 방사선(502)은 제2 양자 도트 잉크(402b)가 가교되게 하여, 개별 비아들(302)에(예컨대, 녹색 서브픽셀들에 위치된 비아들(302)에) 제2 컬러 변환 재료(202b)를 형성할 수도 있다.FIG. 14 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure (1400) that may be used in forming a color conversion device (201) (e.g., see FIG. 2 ) according to a second embodiment. The intermediate structure (1400) may include an array of LEDs (e.g., the intermediate structure (100) of FIG. 1 ) positioned above or below the intermediate structure (1300) of FIG. 13 . The array of LEDs may be used as a manufacturing tool to selectively illuminate the second quantum dot ink (402b). As illustrated, the second plurality of LEDs (102b) may be selectively turned on to expose the second quantum dot ink (402b) to blue light or UV radiation (502). In this manner, the blue light or UV radiation (502) may cause the second quantum dot ink (402b) to cross-link to form a second color conversion material (202b) in the individual vias (302) (e.g., in the vias (302) located in the green sub-pixels).

도 15는 제2 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스(201)(예컨대, 도 2 참조)의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물(1500)의 수직 단면도이다. 중간 구조물(1400)(예컨대, 도 14 참조)에서 조명되지 않았던(그리고 가교되지 않았던) 제2 양자 도트 잉크(402b)의 부분들이 선택적으로 제거될 수도 있다.FIG. 15 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure (1500) that may be used in forming a color conversion device (201) (e.g., see FIG. 2) according to a second embodiment. Portions of the second quantum dot ink (402b) that were not illuminated (and not cross-linked) in the intermediate structure (1400) (e.g., see FIG. 14) may be selectively removed.

제3 컬러 변환 재료(202c)가 최종 디바이스(201)에 포함되면(예컨대, LED들(102)이 UV LED들이면), 스핀-코팅 프로세스가, 도 14의 중간 구조물(1400)에서 조명되지 않았던 복수의 비아들(302)에(즉, 제1 및 제2 컬러 변환 재료들(202a 및 202b)에 의해 이미 충진되지 않은 비아들(302)에) 제3 양자 도트 잉크(402c)를 디포지션하는데 사용될 수도 있다. 상기에서 설명된 바와 같이, 제3 양자 도트 잉크(402c)는, 광경화성 폴리머 재료에 현탁된 제1 및 2 사이즈 및/또는 조성과는 상이한 제3 사이즈 및 조성을 갖는 양자 도트들을 포함할 수도 있다. 제3 양자 도트 잉크(402c)는, 하기의 도 16을 참조하여 더 상세히 설명되는 바와 같이, 청색광 또는 UV 방사선에 노출되어 제2 광경화성 폴리머 재료를 가교할 수도 있다.If a third color conversion material (202c) is included in the final device (201) (e.g., if the LEDs (102) are UV LEDs), a spin-coating process may be used to deposit a third quantum dot ink (402c) into a plurality of vias (302) that were not illuminated in the intermediate structure (1400) of FIG. 14 (i.e., vias (302) that are not already filled by the first and second color conversion materials (202a and 202b)). As described above, the third quantum dot ink (402c) may include quantum dots having a third size and composition that is different from the first and second sizes and/or compositions suspended in the photocurable polymer material. The third quantum dot ink (402c) may also be exposed to blue light or UV radiation to crosslink the second photocurable polymer material, as described in more detail with reference to FIG. 16 below.

도 16은 제2 실시형태에 따른, 컬러 변환 디바이스(201)(예컨대, 도 2 참조)의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물(1600)의 수직 단면도이다. 중간 구조물(1600)은, 도 15의 중간 구조물(1500) 위에 포지셔닝된 LED들의 어레이(예컨대, 도 1의 중간 구조물(100))를 포함할 수도 있다. LED들의 어레이는 제3 양자 도트 잉크(402c)를 선택적으로 조명하기 위한 제조 도구로서 사용될 수도 있다. 도시된 바와 같이, 제3 복수의 LED들(102c)이, 제3 양자 도트 잉크(402c)를 청색광 또는 UV 방사선(502)에 노출시키기 위해 선택적으로 턴 온될 수도 있다. 이러한 방식으로, 청색광 또는 UV 방사선(502)은 제3 양자 도트 잉크(402c)가 가교되게 하여, (예컨대, 청색 서브픽셀들에 위치된 비아들(302)에) 제3 컬러 변환 재료(202c)를 형성할 수도 있다.FIG. 16 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure (1600) that may be used in forming a color conversion device (201) (e.g., see FIG. 2 ) according to a second embodiment. The intermediate structure (1600) may include an array of LEDs (e.g., the intermediate structure (100) of FIG. 1 ) positioned over the intermediate structure (1500) of FIG. 15 . The array of LEDs may be used as a manufacturing tool to selectively illuminate the third quantum dot ink (402c). As illustrated, the third plurality of LEDs (102c) may be selectively turned on to expose the third quantum dot ink (402c) to blue light or UV radiation (502). In this manner, the blue light or UV radiation (502) may cause the third quantum dot ink (402c) to crosslink to form a third color conversion material (202c) (e.g., in the vias (302) located in the blue subpixels).

상기에서 언급된 바와 같이, 도 3의 중간 구조물(300)은 개별 실시형태들에서 다양한 방식들로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 기판(212), 및 비아들(302)이 내부에 형성된 매트릭스 재료가, 폴리머 재료를 사용하여 사출 성형 프로세스에 의해 형성될 수도 있다. 하기에서 설명되는 다른 실시형태들에서, 기판 및 매트릭스 재료는 상이한 재료들일 수도 있다.As mentioned above, the intermediate structure (300) of FIG. 3 may be formed in various ways in individual embodiments. For example, the substrate (212) and the matrix material having the vias (302) formed therein may be formed by an injection molding process using a polymer material. In other embodiments described below, the substrate and matrix material may be different materials.

도 17은 다양한 실시형태들에 따른, 컬러 변환 디바이스(201)(예컨대, 도 2 참조)의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물(1700)의 수직 단면도이다. 도 17에 도시된 바와 같이, 매트릭스 재료는 기판(212) 위에 형성된 포지티브-톤 감광성 폴리머(즉, 매트릭스 재료)(210L)를 포함할 수도 있다. 기판(212)은, 그 위에 형성된 포지티브-톤 감광성 폴리머(210L)를 지지하기에 충분한 기계적 세기를 갖는 투명한 폴리머 재료일 수도 있다.FIG. 17 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure (1700) that may be used in forming a color conversion device (201) (e.g., see FIG. 2 ), according to various embodiments. As illustrated in FIG. 17 , the matrix material may include a positive-tone photosensitive polymer (i.e., matrix material) (210L) formed on a substrate (212). The substrate (212) may be a transparent polymer material having sufficient mechanical strength to support the positive-tone photosensitive polymer (210L) formed thereon.

도 18은 다양한 실시형태들에 따른, 컬러 변환 디바이스(201)(예컨대, 도 2 참조)의 형성에 사용될 수도 있는 추가의 중간 구조물(1800)의 수직 단면도이다. 이와 관련하여, 중간 구조물(1800)은, 도 17의 중간 구조물(1700) 위에 또는 아래에 포지셔닝된 LED들의 어레이(예컨대, 도 1의 중간 구조물(100))를 포함할 수도 있다. LED들의 어레이는, 포지티브-톤 감광성 폴리머(210L)의 노출된 부분들(210X)을 선택적으로 조명하기 위한 제조 도구로서 사용될 수도 있다.FIG. 18 is a vertical cross-sectional view of an additional intermediate structure (1800) that may be used in forming a color conversion device (201) (e.g., see FIG. 2 ), according to various embodiments. In this regard, the intermediate structure (1800) may include an array of LEDs (e.g., the intermediate structure (100) of FIG. 1 ) positioned above or below the intermediate structure (1700) of FIG. 17 . The array of LEDs may be used as a manufacturing tool to selectively illuminate exposed portions (210X) of the positive-tone photosensitive polymer (210L).

도시된 바와 같이, LED들(102) 모두는, 노출된 부분들(210X)을 청색광 또는 UV 방사선(502)에 노출시키기 위해 튜닝될 수도 있다. 이러한 방식으로, 청색광 또는 UV 방사선(502)은 포지티브-톤 감광성 폴리머(210L)의 노출된 부분들(210X)이 가교되게 할 수도 있다. 그 다음, 노출된 부분들(210X)은 용매로의 용해에 의해 제거될 수도 있다. 노출된 부분들(210X)의 제거 이후에, 복수의 노출되지 않은 부분들(210U)이 남겨질 수도 있다. 이러한 방식으로, 매트릭스 재료의 노출되지 않은 부분들(210U)은, 도 3의 중간 구조물(300)의 매트릭스 재료 벽들(210)이 된다.As illustrated, all of the LEDs (102) may be tuned to expose the exposed portions (210X) to blue light or UV radiation (502). In this manner, the blue light or UV radiation (502) may cause the exposed portions (210X) of the positive-tone photosensitive polymer (210L) to crosslink. The exposed portions (210X) may then be removed by dissolution in a solvent. After removal of the exposed portions (210X), a plurality of unexposed portions (210U) may remain. In this manner, the unexposed portions (210U) of the matrix material become the matrix material walls (210) of the intermediate structure (300) of FIG. 3.

도 19 내지 도 21은 LED 어레이(예컨대, 도 1의 중간 구조물(100))와 자립형 컬러 변환 디바이스(201) 사이의 정렬 방법을 예시한다. 다양한 실시형태들에 따라, 도 19는 제1 구성에서의 발광 디바이스(200)의 수직 단면도이고, 도 20은 제2 구성에서의 발광 디바이스(200)의 추가의 수직 단면도이고, 도 21은 제3 구성에서의 발광 디바이스(200)의 추가의 수직 단면도이다. 발광 디바이스(200)는, 컬러 변환 재료(202a, 202b, 202c)를 포함하는 컬러 변환 디바이스(201) 위에 또는 아래에 포지셔닝된 LED들의 어레이(예컨대, 도 1의 중간 구조물(100))를 포함할 수도 있다.FIGS. 19-21 illustrate a method of alignment between an LED array (e.g., the intermediate structure (100) of FIG. 1) and a self-contained color conversion device (201). According to various embodiments, FIG. 19 is a vertical cross-sectional view of a light emitting device (200) in a first configuration, FIG. 20 is a further vertical cross-sectional view of the light emitting device (200) in a second configuration, and FIG. 21 is a further vertical cross-sectional view of the light emitting device (200) in a third configuration. The light emitting device (200) may include an array of LEDs (e.g., the intermediate structure (100) of FIG. 1) positioned above or below a color conversion device (201) including a color conversion material (202a, 202b, 202c).

도 19에 도시된 바와 같이, 제1 복수의 LED들(102a)은, 제1 컬러(예컨대, 적색 컬러)를 갖는 제1 변환된 광자들(206a)을 생성하도록 제1 컬러 변환 재료(202a)에 의해 흡수될 수도 있는 제1 입사 광자들(204a)을 생성하기 위해 턴 온될 수도 있다. 제1 변환된 광자들(206a)은, 제1 변환된 광자들(206a)의 강도를 측정하도록 구성되는 광검출기(예컨대, 분광계)(220)로 검출될 수도 있다.As illustrated in FIG. 19, the first plurality of LEDs (102a) may be turned on to generate first incident photons (204a) that may be absorbed by the first color conversion material (202a) to generate first converted photons (206a) having a first color (e.g., red color). The first converted photons (206a) may be detected by a photodetector (e.g., a spectrometer) (220) configured to measure the intensity of the first converted photons (206a).

일 실시형태에 따르면, LED들의 어레이(예컨대, 도 1의 중간 구조물(100))에 대해 컬러 변환 디바이스(201)를 포지셔닝하는 방법은 제1 변환된 광자들(206a)의 강도를 최대화하기 위해 LED들(102a)에 대해 컬러 변환 디바이스(201)의 포지션을 조정하는 것을 포함한다. 그 방법은, 컬러 변환 디바이스(201)와 기판(104) 사이의 계면에 평행한(예컨대, 보호층(114)의 표면에 평행한) 2차원 평면(예컨대, x-z 평면)에서 제1 방향(예컨대, x-방향)(1602)을 따라 제1 복수의 LED들(102a)에 대한 컬러 변환 디바이스(201)의 포지션의 제1 함수로서 제1 변환된 광자들(206a)의 제1 최대 강도를 결정하는 것을 포함할 수도 있다. 그 방법은, 컬러 변환 디바이스(201)와 기판(104) 사이의 계면에 평행한 2차원 평면(예컨대, x-z 평면)에서 제2 방향(예컨대, 도 19의 평면 내로의 z-방향)을 따라 제1 복수의 LED들(102a)에 대한 컬러 변환 디바이스(201)의 포지션의 제2 함수로서 제1 변환된 광자들(206a)의 제2 최대 강도를 결정하는 것을 더 포함할 수도 있다.In one embodiment, a method of positioning a color conversion device (201) relative to an array of LEDs (e.g., an intermediate structure (100) of FIG. 1) comprises adjusting a position of the color conversion device (201) relative to the LEDs (102a) to maximize an intensity of first converted photons (206a). The method may include determining a first maximum intensity of the first converted photons (206a) as a first function of a position of the color conversion device (201) relative to the first plurality of LEDs (102a) along a first direction (e.g., the x-direction) (1602) in a two-dimensional plane (e.g., the x-z plane) parallel to an interface between the color conversion device (201) and a substrate (104) (e.g., parallel to a surface of a passivation layer (114)). The method may further include determining a second maximum intensity of the first converted photons (206a) as a second function of a position of the color conversion device (201) relative to the first plurality of LEDs (102a) along a second direction (e.g., the z-direction into the plane of FIG. 19) in a two-dimensional plane (e.g., the x-z plane) parallel to an interface between the color conversion device (201) and the substrate (104).

도 20에 도시된 바와 같이, 제2 복수의 LED들(102b)은, 제2 컬러를 갖는 제2 변환된 광자들(206b)을 생성하도록 제2 컬러 변환 재료(202b)에 의해 흡수될 수도 있는 제2 입사 광자들(204b)을 생성하기 위해 턴 온될 수도 있다. 제2 변환된 광자들(206b)은, 제2 변환된 광자들(206b)의 강도를 측정하도록 구성되는 광검출기(220)로 검출될 수도 있다.As illustrated in FIG. 20, the second plurality of LEDs (102b) may be turned on to generate second incident photons (204b) that may be absorbed by the second color conversion material (202b) to generate second converted photons (206b) having a second color. The second converted photons (206b) may be detected by a photodetector (220) configured to measure the intensity of the second converted photons (206b).

일 실시형태에 따르면, LED들의 어레이에 대해 컬러 변환 디바이스(201)를 포지셔닝하는 방법은 제2 변환된 광자들(206b)의 강도를 최대화하기 위해 LED들(102b)에 대해 컬러 변환 디바이스(201)의 포지션을 조정하는 것을 더 포함할 수도 있다. 그 방법은, 컬러 변환 디바이스(201)와 기판(104) 사이의 계면에 평행한(예컨대, 보호층(114)의 표면에 평행한) 2차원 평면에서 제1 방향(1602)을 따라 제2 복수의 LED들(102b)에 대한 컬러 변환 디바이스(201)의 포지션의 제3 함수로서 제2 변환된 광자들(206b)의 제3 최대 강도를 결정하는 것을 포함할 수도 있다. 그 방법은, 컬러 변환 디바이스(201)와 기판(104) 사이의 계면에 평행한 2차원 평면에서 (예컨대, 도 20의 평면 내로의) 제2 방향을 따라 제2 복수의 LED들(102b)에 대한 컬러 변환 디바이스(201)의 포지션의 제2 함수로서 제2 변환된 광자들(206b)의 제4 최대 강도를 결정하는 것을 더 포함할 수도 있다.In one embodiment, a method of positioning a color conversion device (201) relative to an array of LEDs may further include adjusting a position of the color conversion device (201) relative to the LEDs (102b) to maximize an intensity of the second converted photons (206b). The method may include determining a third maximum intensity of the second converted photons (206b) as a third function of a position of the color conversion device (201) relative to the second plurality of LEDs (102b) along a first direction (1602) in a two-dimensional plane parallel to an interface between the color conversion device (201) and the substrate (104) (e.g., parallel to a surface of the protective layer (114)). The method may further include determining a fourth maximum intensity of the second converted photons (206b) as a second function of a position of the color conversion device (201) relative to the second plurality of LEDs (102b) along a second direction (e.g., into the plane of FIG. 20 ) in a two-dimensional plane parallel to an interface between the color conversion device (201) and the substrate (104).

도 21에 도시된 바와 같이, 제3 복수의 LED들(102c)은, 제3 컬러를 갖는 제3 변환된 광자들(206c)을 생성하도록 제3 컬러 변환 재료(202c)에 의해 흡수될 수도 있는 제3 입사 광자들(204c)을 생성하기 위해 턴 온될 수도 있다. 제3 변환된 광자들(206c)은, 제3 변환된 광자들(206c)의 강도를 측정하도록 구성되는 검출기로 검출될 수도 있다.As illustrated in FIG. 21, the third plurality of LEDs (102c) may be turned on to generate third incident photons (204c) that may be absorbed by the third color conversion material (202c) to generate third converted photons (206c) having a third color. The third converted photons (206c) may be detected by a detector configured to measure the intensity of the third converted photons (206c).

일 실시형태에 따르면, LED들의 어레이에 대해 컬러 변환 디바이스(201)를 포지셔닝하는 방법은 제3 변환된 광자들(206c)의 강도를 최대화하기 위해 LED들(102c)에 대해 컬러 변환 디바이스(201)의 포지션을 조정하는 것을 더 포함할 수도 있다. 그 방법은, 컬러 변환 디바이스(201)와 기판(104) 사이의 계면에 평행한(예컨대, 보호층(114)의 표면에 평행한) 2차원 평면에서 제1 방향(1602)을 따라 제3 복수의 LED들(102c)에 대한 컬러 변환 디바이스(201)의 포지션의 제3 함수로서 제3 변환된 광자들(206c)의 제5 최대 강도를 결정하는 것을 포함할 수도 있다. 그 방법은, 컬러 변환 디바이스(201)와 기판(104) 사이의 계면에 평행한 2차원 평면에서 (예컨대, 도 21의 평면 내로의) 제2 방향을 따라 제3 복수의 LED들(102c)에 대한 컬러 변환 디바이스(201)의 포지션의 제2 함수로서 제3 변환된 광자들(206c)의 제6 최대 강도를 결정하는 것을 더 포함할 수도 있다.In one embodiment, a method of positioning a color conversion device (201) with respect to an array of LEDs may further include adjusting a position of the color conversion device (201) with respect to the LEDs (102c) to maximize an intensity of the third converted photons (206c). The method may include determining a fifth maximum intensity of the third converted photons (206c) as a third function of a position of the color conversion device (201) with respect to the third plurality of LEDs (102c) along a first direction (1602) in a two-dimensional plane parallel to an interface between the color conversion device (201) and the substrate (104) (e.g., parallel to a surface of the protective layer (114)). The method may further include determining a sixth maximum intensity of the third converted photons (206c) as a second function of a position of the color conversion device (201) relative to the third plurality of LEDs (102c) along a second direction (e.g., into the plane of FIG. 21) in a two-dimensional plane parallel to an interface between the color conversion device (201) and the substrate (104).

상기 설명된 방법은 제1 최대 강도, 제2 최대 강도, 제3 최대 강도, 제4 최대 강도, 제5 최대 강도, 및 제6 최대 강도에 각각 대응하는 제1 포지션, 제2 포지션, 제3 포지션, 제4 포지션, 제5 포지션, 및 제6 포지션을 결정한다. 그 다음, 제1 포지션, 제2 포지션, 제3 포지션, 제4 포지션, 제5 포지션, 및 제6 포지션은 LED들의 어레이에 대한 컬러 변환 디바이스(201)의 최적 포지션을 결정하기 위해 평균화될 수도 있다.The method described above determines a first position, a second position, a third position, a fourth position, a fifth position, and a sixth position corresponding to a first maximum intensity, a second maximum intensity, a third maximum intensity, a fourth maximum intensity, a fifth maximum intensity, and a sixth maximum intensity, respectively. The first position, the second position, the third position, the fourth position, the fifth position, and the sixth position may then be averaged to determine an optimal position of the color conversion device (201) with respect to the array of LEDs.

대안적으로, 제1 컬러의 강도를 최대화하는 제1 포지션이 결정될 수도 있고, 제2 컬러의 강도를 최대화하는 제2 포지션이 결정될 수도 있고, 제3 컬러의 강도를 최대화하는 제3 포지션이 결정될 수도 있다. 제1 포지션, 제2 포지션, 및 제3 포지션의 각각은, 복수의 LED들에 대한 컬러 변환 디바이스(201)의 상대적 2차원 포지션을 나타낼 수도 있다. 그 다음, 제1 포지션, 제2 포지션 및 제3 포지션을 평균함으로써, 컬러 변환 디바이스(201)의 최적 포지션이 결정될 수도 있다. 따라서, 각각의 컬러에 대해 결정된 평면에서 2개의 수직 방향들을 따른 2개의 포지션들은, 각각의 컬러의 강도를 최대화하는 단일 포인트에 대한 2차원 좌표들로서 서빙할 수도 있다.Alternatively, a first position may be determined that maximizes the intensity of a first color, a second position may be determined that maximizes the intensity of a second color, and a third position may be determined that maximizes the intensity of a third color. Each of the first position, the second position, and the third position may represent a relative two-dimensional position of the color conversion device (201) with respect to the plurality of LEDs. Then, by averaging the first position, the second position, and the third position, an optimal position of the color conversion device (201) may be determined. Thus, two positions along two perpendicular directions in the plane determined for each color may serve as two-dimensional coordinates for a single point that maximizes the intensity of each color.

추가의 실시형태들에서, 그 방법은 또한, LED들의 어레이에 대한 컬러 변환 디바이스(201)의 배향각(도시되지 않음)을 조정하는 것을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 2차원 평면에서의 고정된 포지션에 대해, 컬러 변환 디바이스(201)는, 컬러 변환 디바이스(201)와 기판(104) 사이의 계면에 평행한 평면(예컨대, x-y 평면)에 대해 틸팅될 수도 있다. 변환된 광자들의 제1 컬러의 강도를 최대화하는 제1 배향각이 결정될 수도 있고, 변환된 광자들의 제2 컬러의 강도를 최대화하는 제2 배향각이 결정될 수도 있고, 변환된 광자들의 제3 컬러의 강도를 최대화하는 제3 배향각이 결정될 수도 있다. 그 다음, LED들의 어레이에 대한 컬러 변환 디바이스(201)의 최적 배향은 제1 배향각, 제2 배향각, 및 제3 배향각에 기초하여 결정될 수도 있다.In additional embodiments, the method may also include adjusting an orientation angle (not shown) of the color conversion device (201) relative to the array of LEDs. For example, for a fixed position in a two-dimensional plane, the color conversion device (201) may be tilted relative to a plane (e.g., an x-y plane) parallel to an interface between the color conversion device (201) and the substrate (104). A first orientation angle may be determined that maximizes the intensity of a first color of converted photons, a second orientation angle may be determined that maximizes the intensity of a second color of converted photons, and a third orientation angle may be determined that maximizes the intensity of a third color of converted photons. An optimal orientation of the color conversion device (201) relative to the array of LEDs may then be determined based on the first orientation angle, the second orientation angle, and the third orientation angle.

자립형 컬러 변환 디바이스(201)가 최적 포지션에서 LED들(102)의 어레이에 대해 정렬된 이후, 컬러 변환 디바이스(201)는 접착제 및/또는 기계적 부착 피처들(예컨대, 클램프들, 브래킷들, 하우징 등)을 사용하여 LED들(102)의 어레이에 부착된다. 따라서, 자립형 컬러 변환 디바이스(201)는, 컬러 변환 디바이스의 층들이 LED들 위에 하나씩 디포지션되는 경우보다 LED들(102)에 대한 개선된 정렬을 가능케 하며, 이는 제조 후(post manufacture) 정렬 단계를 방지할 것이다.After the self-contained color conversion device (201) is aligned with respect to the array of LEDs (102) in an optimal position, the color conversion device (201) is attached to the array of LEDs (102) using adhesive and/or mechanical attachment features (e.g., clamps, brackets, housing, etc.). Thus, the self-contained color conversion device (201) allows for improved alignment with respect to the LEDs (102) than if layers of the color conversion device were deposited one by one over the LEDs, which would avoid a post manufacture alignment step.

도 22는 다양한 실시형태들에 따른, 일 구성에서의 패키징된 발광 디바이스(2200)의 수직 단면도이다. 실리콘 산화물 또는 폴리머와 같은 광학적으로 투명한 절연성 충진재(216)가 LED들(102) 사이에 형성될 수도 있다. 발광 디바이스(2200)는 가시광에 대해 투명한 하우징(예컨대, 패키지)(218)을 포함하거나 그 상부에 가시광에 대해 투명한 윈도우를 갖는다. 패키지(218)는 폴리머 재료를 포함할 수도 있다. 패키지(218)는, 상기에서 설명된 광학 정렬 단계들 이후에 자립형 컬러 변환 디바이스(201) 및 LED 어레이(100)를 함께 유지한다.FIG. 22 is a vertical cross-sectional view of a packaged light-emitting device (2200) in one configuration, according to various embodiments. An optically transparent insulating filler (216), such as silicon oxide or a polymer, may be formed between the LEDs (102). The light-emitting device (2200) includes a housing (e.g., package) (218) that is transparent to visible light or has a window thereon that is transparent to visible light. The package (218) may include a polymeric material. The package (218) holds the self-contained color conversion device (201) and the LED array (100) together after the optical alignment steps described above.

일 실시형태에서, 정렬 돌출부들(220)은, 자립형 컬러 변환 디바이스(201)와 LED 어레이(100)의 정렬에 있어서 할당하는데 사용될 수도 있다. 돌출부들(220)은 LED 어레이(100)의 상부 표면에 위치될 수도 있으며, 인터록킹(interlocking) 패턴을 형성하도록 자립형 컬러 변환 디바이스(201)의 하부 표면에서의 개별 홈(groove)들에 삽입될 수도 있다. 대안적으로 돌출부들(220)은 자립형 컬러 변환 디바이스(201)의 상부 표면에 위치될 수도 있으며, LED 어레이(100)의 하부 표면에서의 개별 홈들에 삽입될 수도 있다. 대안적으로, 돌출부들은 양 표면들에 위치되고, 대향 표면들에서의 대향 홈들에 삽입된다. 돌출부들(220)은 절연성 재료, 반도체 재료 또는 전도성 재료와 같은 임의의 재료를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 돌출부들은 절연성 충진재(216)의 및/또는 보호층(214)에서의 돌출 부분들을 포함할 수도 있다. 홈들은 보호층(214)에 및 또는 절연성 충진재(216)에 형성될 수도 있다.In one embodiment, the alignment protrusions (220) may be used to align the self-contained color conversion device (201) and the LED array (100). The protrusions (220) may be positioned on the upper surface of the LED array (100) and inserted into individual grooves in the lower surface of the self-contained color conversion device (201) to form an interlocking pattern. Alternatively, the protrusions (220) may be positioned on the upper surface of the self-contained color conversion device (201) and inserted into individual grooves in the lower surface of the LED array (100). Alternatively, the protrusions are positioned on both surfaces and inserted into opposing grooves on opposing surfaces. The protrusions (220) may comprise any material, such as an insulating material, a semiconductor material, or a conductive material. For example, the protrusions may comprise protruding portions of the insulating filler (216) and/or the protective layer (214). The grooves may be formed in the protective layer (214) and/or in the insulating filler (216).

도 23에 도시된 대안적인 실시형태의 패키징된 디바이스(2300)에서, 전용 정렬 돌출부들(220) 및 대응하는 홈들을 사용하는 대신, LED들(102) 자체가 자립형 컬러 변환 디바이스(201)에서의 홈들 내에 피팅함으로써 정렬 피처들로서 사용될 수도 있다. 홈들은 보호층(214)에 및/또는 컬러 변환 재료(202)에 위치될 수도 있다. 예를 들어, 컬러 변환 재료(202)는 비아들(302)에 언더필되어, 매트릭스 재료 벽들(210) 사이의 컬러 변환 재료(202) 위에 홈들을 남길 수도 있다. 보호층(214)은 홈들을 부분적으로 충진할 수도 있고, LED들(102)로 충진되도록 홈들의 나머지 부분들을 남길 수도 있다. 따라서, 이 실시형태에서의 홈들은 상기 설명된 비아들(302)의 충진되지 않은 부분들을 포함한다.In an alternative embodiment of the packaged device (2300) illustrated in FIG. 23, instead of using dedicated alignment protrusions (220) and corresponding grooves, the LEDs (102) themselves may be used as alignment features by fitting into the grooves in the stand-alone color conversion device (201). The grooves may be located in the passivation layer (214) and/or in the color conversion material (202). For example, the color conversion material (202) may be underfilled into the vias (302), leaving the grooves above the color conversion material (202) between the matrix material walls (210). The passivation layer (214) may partially fill the grooves, leaving the remainder of the grooves to be filled with the LEDs (102). Thus, the grooves in this embodiment include the unfilled portions of the vias (302) described above.

개시된 실시형태들의 상기 설명은 당업자로 하여금 개시된 실시형태들을 제조 또는 이용하게 할 수 있도록 제공된다. 이들 실시형태들에 대한 다양한 수정들은 당업자에게 용이하게 자명할 것이며, 본 명세서에서 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 사상 또는 범위로부터 일탈함없이 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 개시는 본 명세서에 나타낸 실시형태들로 한정되도록 의도되지 않으며, 다음의 청구항들 그리고 본 명세서에 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 부합하는 최광의 범위를 부여받아야 한다.The above description of the disclosed embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the disclosed embodiments. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the spirit or scope of the disclosure. Thus, the present disclosure is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the following claims and the principles and novel features disclosed herein.

Claims (20)

발광 디바이스를 형성하는 방법으로서,
제1 및 제2 비아들을 함유하는 매트릭스 재료를 포함하는 자립형 지지체를 제공하는 단계;
제1 광경화성 폴리머 재료에 현탁된 제1 복수의 양자 도트들을 포함하는 제1 광경화성 양자 도트 잉크를 상기 매트릭스 재료 내의 상기 제1 비아들에 디포지션하는 단계;
상기 제1 비아들에서 상기 제1 광경화성 폴리머 재료를 가교하기 위해 발광 다이오드들의 어레이의 제1 발광 다이오드들로부터의 자외선 방사선 또는 청색광으로 상기 제1 광경화성 양자 도트 잉크를 조명하는 단계;
제2 광경화성 폴리머 재료에 현탁된 제2 복수의 양자 도트들을 포함하는 제2 광경화성 양자 도트 잉크를 상기 매트릭스 재료 내의 상기 제2 비아들에 디포지션하는 단계로서, 상기 제2 복수의 양자 도트들은 상기 제1 복수의 양자 도트들과는 상이한 피크 파장의 광을 방출하도록 구성되는, 상기 제2 광경화성 양자 도트 잉크를 상기 매트릭스 재료 내의 상기 제2 비아들에 디포지션하는 단계;
상기 제2 비아들에서 상기 제2 광경화성 폴리머 재료를 가교하기 위해 상기 발광 다이오드들의 어레이의 제2 발광 다이오드들로부터의 자외선 방사선 또는 청색광으로 상기 제2 광경화성 양자 도트 잉크를 조명하는 단계; 및
상기 제1 및 제2 광경화성 양자 도트 잉크를 조명하는 단계들 이후에 상기 자립형 지지체를 상기 발광 다이오드들의 어레이에 부착하는 단계를 포함하는, 발광 디바이스를 형성하는 방법.
A method for forming a light-emitting device, comprising:
A step of providing a self-supporting support comprising a matrix material containing first and second vias;
A step of depositing a first photocurable quantum dot ink comprising a first plurality of quantum dots suspended in a first photocurable polymer material into the first vias within the matrix material;
A step of illuminating the first photocurable quantum dot ink with ultraviolet radiation or blue light from first light-emitting diodes of the array of light-emitting diodes to crosslink the first photocurable polymer material in the first vias;
A step of depositing a second photocurable quantum dot ink comprising a second plurality of quantum dots suspended in a second photocurable polymer material, wherein the second plurality of quantum dots are configured to emit light having a different peak wavelength than the first plurality of quantum dots, into the second vias in the matrix material;
illuminating the second photocurable quantum dot ink with ultraviolet radiation or blue light from second light emitting diodes of the array of light emitting diodes to crosslink the second photocurable polymer material in the second vias; and
A method of forming a light-emitting device, comprising the step of attaching the free-standing support to the array of light-emitting diodes after the steps of illuminating the first and second photocurable quantum dot inks.
제1항에 있어서,
상기 매트릭스 재료는 제3 비아들을 더 포함하는, 발광 디바이스를 형성하는 방법.
In the first paragraph,
A method of forming a light emitting device, wherein the matrix material further comprises third vias.
제2항에 있어서,
제3 광경화성 폴리머 재료에 현탁된 제3 복수의 양자 도트들을 포함하는 제3 광경화성 양자 도트 잉크를 상기 매트릭스 재료 내의 상기 제3 비아들에 디포지션하는 단계로서, 상기 제3 복수의 양자 도트들은 상기 제1 및 제2 복수의 양자 도트들과는 상이한 피크 파장의 광을 방출하도록 구성되는, 상기 제3 광경화성 양자 도트 잉크를 상기 매트릭스 재료 내의 상기 제3 비아들에 디포지션하는 단계; 및
상기 부착하는 단계 이전에 상기 제3 비아들에서 상기 제3 광경화성 폴리머 재료를 가교하기 위해 상기 발광 다이오드들의 어레이의 제3 발광 다이오드들로부터의 자외선 방사선 또는 청색광으로 상기 제3 광경화성 양자 도트 잉크를 조명하는 단계를 더 포함하는, 발광 디바이스를 형성하는 방법.
In the second paragraph,
A step of depositing a third photocurable quantum dot ink comprising a third plurality of quantum dots suspended in a third photocurable polymer material into the third vias in the matrix material, wherein the third plurality of quantum dots are configured to emit light having a different peak wavelength than the first and second pluralities of quantum dots; and
A method of forming a light-emitting device, further comprising the step of illuminating the third photocurable quantum dot ink with ultraviolet radiation or blue light from third light-emitting diodes of the array of light-emitting diodes to crosslink the third photocurable polymer material in the third vias prior to the attaching step.
제3항에 있어서,
단일 비아 형성 동작에서 상기 제1 비아들, 상기 제2 비아들, 및 상기 제3 비아들을 형성하는 단계를 더 포함하는, 발광 디바이스를 형성하는 방법.
In the third paragraph,
A method of forming a light emitting device, further comprising the step of forming the first vias, the second vias, and the third vias in a single via formation operation.
제4항에 있어서,
상기 제1 비아들, 상기 제2 비아들, 및 상기 제3 비아들을 포함하는 상기 매트릭스 재료는 사출 성형에 의해 형성되고, 상기 매트릭스 재료는 폴리머 재료를 포함하는, 발광 디바이스를 형성하는 방법.
In paragraph 4,
A method for forming a light emitting device, wherein the matrix material including the first vias, the second vias, and the third vias is formed by injection molding, and the matrix material includes a polymer material.
제3항에 있어서,
상기 매트릭스 재료는 제1 기판 위에 형성된 포지티브-톤 감광성 폴리머를 포함하는, 발광 디바이스를 형성하는 방법.
In the third paragraph,
A method for forming a light-emitting device, wherein the matrix material comprises a positive-tone photosensitive polymer formed on a first substrate.
제6항에 있어서,
상기 포지티브-톤 감광성 폴리머의 제1 부분들, 제2 부분들, 및 제3 부분들을 상기 발광 다이오드들의 어레이의 개별 제1, 제2 및 제3 발광 다이오드들로 선택적으로 조명하여, 상기 매트릭스 재료의 상기 제1 부분들, 상기 제2 부분들, 및 상기 제3 부분들에 각각 가교되지 않은 폴리머 재료를 형성하는 단계; 및
상기 제1 부분들, 상기 제2 부분들, 및 상기 제3 부분들에서 각각 상기 가교되지 않은 폴리머 재료를 제거하여 상기 제1 비아들, 상기 제2 비아들, 및 상기 제3 비아들을 형성하는 단계를 더 포함하는, 발광 디바이스를 형성하는 방법.
In Article 6,
selectively illuminating the first, second and third portions of the positive-tone photosensitive polymer with individual first, second and third light-emitting diodes of the array of light-emitting diodes to form non-crosslinked polymer material in the first, second and third portions of the matrix material, respectively; and
A method for forming a light emitting device, further comprising the step of forming the first vias, the second vias, and the third vias by removing the non-crosslinked polymer material from the first portions, the second portions, and the third portions, respectively.
제3항에 있어서,
상기 제1 광경화성 양자 도트 잉크를 상기 매트릭스 재료 내의 상기 제1 비아들에 디포지션하는 단계는 상기 제1 비아들에만 상기 제1 광경화성 양자 도트 잉크를 선택적으로 디포지션하는 단계를 포함하고;
상기 제2 광경화성 양자 도트 잉크를 상기 매트릭스 재료 내의 상기 제2 비아들에 디포지션하는 단계는, 상기 제1 광경화성 양자 도트 잉크를 조명하는 단계 이후에 상기 제2 비아들에만 상기 제2 광경화성 양자 도트 잉크를 선택적으로 디포지션하는 단계를 포함하고; 그리고
상기 제3 광경화성 양자 도트 잉크를 상기 매트릭스 재료 내의 상기 제3 비아들에 디포지션하는 단계는, 상기 제2 광경화성 양자 도트 잉크를 조명하는 단계 이후에 상기 제3 비아들에만 상기 제3 광경화성 양자 도트 잉크를 선택적으로 디포지션하는 단계를 포함하는, 발광 디바이스를 형성하는 방법.
In the third paragraph,
The step of depositing the first photocurable quantum dot ink into the first vias within the matrix material comprises the step of selectively depositing the first photocurable quantum dot ink only into the first vias;
The step of depositing the second photocurable quantum dot ink into the second vias within the matrix material comprises the step of selectively depositing the second photocurable quantum dot ink only into the second vias after the step of illuminating the first photocurable quantum dot ink; and
A method of forming a light-emitting device, wherein the step of depositing the third photocurable quantum dot ink into the third vias within the matrix material comprises the step of selectively depositing the third photocurable quantum dot ink only into the third vias after the step of illuminating the second photocurable quantum dot ink.
제3항에 있어서,
상기 제1 광경화성 양자 도트 잉크를 상기 매트릭스 재료 내의 상기 제1 비아들에 디포지션하는 단계는, 상기 제1 광경화성 양자 도트 잉크를 상기 제1, 제2 및 제3 비아들에 비선택적으로 디포지션한 다음, 상기 제1 광경화성 양자 도트 잉크를 조명하는 단계 이후에 상기 제2 및 제3 비아들로부터 상기 제1 광경화성 양자 도트 잉크의 가교되지 않은 부분들을 제거하는 단계를 포함하고;
상기 제2 광경화성 양자 도트 잉크를 상기 매트릭스 재료 내의 상기 제2 비아들에 디포지션하는 단계는, 상기 제2 광경화성 양자 도트 잉크를 상기 제2 및 제3 비아들에 비선택적으로 디포지션한 다음, 상기 제2 광경화성 양자 도트 잉크를 조명하는 단계 이후에 상기 제3 비아들로부터 상기 제2 광경화성 양자 도트 잉크의 가교되지 않은 부분들을 제거하는 단계를 포함하고; 그리고
상기 제3 광경화성 양자 도트 잉크를 상기 매트릭스 재료 내의 상기 제3 비아들에 디포지션하는 단계는, 상기 제3 광경화성 양자 도트 잉크를 조명하는 단계 이후에 상기 제3 비아들에 상기 제3 광경화성 양자 도트 잉크를 디포지션하는 단계를 포함하는, 발광 디바이스를 형성하는 방법.
In the third paragraph,
The step of depositing the first photocurable quantum dot ink into the first vias within the matrix material comprises the step of non-selectively depositing the first photocurable quantum dot ink into the first, second and third vias, and then removing uncrosslinked portions of the first photocurable quantum dot ink from the second and third vias after the step of illuminating the first photocurable quantum dot ink;
The step of depositing the second photocurable quantum dot ink into the second vias within the matrix material comprises the step of non-selectively depositing the second photocurable quantum dot ink into the second and third vias, and then removing uncrosslinked portions of the second photocurable quantum dot ink from the third vias after the step of illuminating the second photocurable quantum dot ink; and
A method of forming a light-emitting device, wherein the step of depositing the third photocurable quantum dot ink into the third vias within the matrix material comprises the step of depositing the third photocurable quantum dot ink into the third vias after the step of illuminating the third photocurable quantum dot ink.
제1항에 있어서,
컬러 변환 디바이스 위에 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 발광 디바이스를 형성하는 방법.
In the first paragraph,
A method for forming a light-emitting device, further comprising the step of forming a protective layer over a color conversion device.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 양자 도트들을 함유하는 상기 자립형 지지체는 컬러 변환 디바이스를 포함하는, 발광 디바이스를 형성하는 방법.
In the first paragraph,
A method for forming a light-emitting device, wherein the self-supporting support containing the first and second quantum dots comprises a color conversion device.
제11항에 있어서,
상기 컬러 변환 디바이스 및 상기 발광 다이오드들의 어레이 중 적어도 하나의 정합 표면에 돌출부들을 형성하는 단계;
상기 컬러 변환 디바이스 및 상기 발광 다이오드들의 어레이 중 적어도 하나의 상기 정합 표면에 리세스들을 형성하는 단계; 및
상기 컬러 변환 디바이스와 상기 발광 다이오드들의 어레이를 정렬하기 위해 인터록킹 패턴을 형성하도록 상기 돌출부들이 개별 홈들에 삽입되도록 상기 컬러 변환 디바이스를 상기 발광 다이오드들의 어레이에 부착하는 단계를 더 포함하는, 발광 디바이스를 형성하는 방법.
In Article 11,
A step of forming protrusions on a matching surface of at least one of the color conversion device and the array of light-emitting diodes;
forming recesses in the matching surface of at least one of the color conversion device and the array of light-emitting diodes; and
A method of forming a light emitting device, further comprising the step of attaching the color conversion device to the array of light emitting diodes such that the protrusions are inserted into individual grooves to form an interlocking pattern to align the color conversion device and the array of light emitting diodes.
제11항에 있어서,
상기 제1 및 제2 비아들은 가교된 상기 제1 및 제2 광경화성 폴리머 재료로 부분적으로 충진되어 홈들을 남기고;
상기 발광 다이오드들(LED들)의 어레이는 상기 컬러 변환 디바이스와 상기 발광 다이오드들의 어레이를 정렬하기 위해 인터록킹 패턴을 형성하도록 개별 홈들에 삽입되는 돌출부들을 포함하는, 발광 디바이스를 형성하는 방법.
In Article 11,
The first and second vias are partially filled with the cross-linked first and second photocurable polymer materials, leaving grooves;
A method of forming a light emitting device, wherein the array of light emitting diodes (LEDs) includes protrusions inserted into individual grooves to form an interlocking pattern to align the color conversion device and the array of light emitting diodes.
발광 디바이스를 형성하는 방법으로서,
복수의 발광 다이오드들이 청색광 또는 자외선 방사선 입사 광자들을 방출하도록 구성되도록 기판 상에 상기 복수의 발광 다이오드들을 제공하는 단계;
매트릭스 재료 내의 복수의 비아들에 형성된 컬러 변환 재료를 포함하는 컬러 변환 디바이스를 제공하는 단계;
상기 복수의 비아들의 각각이 상기 복수의 발광 다이오드들 중 대응하는 발광 다이오드 위에 위치되도록 상기 복수의 발광 다이오드들에 대해 상기 컬러 변환 디바이스를 포지셔닝하는 단계로서, 상기 복수의 비아들의 각각에서의 상기 컬러 변환 재료는 상기 복수의 발광 다이오드들 중 상기 대응하는 발광 다이오드로부터 상기 입사 광자들을 흡수하고 상기 입사 광자들의 피크 파장보다 더 긴 피크 파장을 갖는 변환된 광자들을 생성하도록 구성되는, 상기 컬러 변환 디바이스를 포지셔닝하는 단계; 및
상기 더 긴 피크 파장을 갖는 상기 변환된 광자들의 강도를 최대화하기 위해, 상기 복수의 발광 다이오드들에 대해 상기 컬러 변환 디바이스의 포지션을 조정하는 단계를 포함하는, 발광 디바이스를 형성하는 방법.
A method for forming a light-emitting device, comprising:
A step of providing a plurality of light emitting diodes on a substrate such that the plurality of light emitting diodes are configured to emit blue light or ultraviolet radiation incident photons;
A step of providing a color conversion device including a color conversion material formed in a plurality of vias within a matrix material;
A step of positioning the color conversion device relative to the plurality of light-emitting diodes such that each of the plurality of vias is positioned over a corresponding light-emitting diode among the plurality of light-emitting diodes, wherein the color conversion material in each of the plurality of vias is configured to absorb the incident photons from the corresponding light-emitting diode among the plurality of light-emitting diodes and generate converted photons having a peak wavelength longer than a peak wavelength of the incident photons; and
A method of forming a light emitting device, comprising the step of adjusting the position of the color conversion device with respect to the plurality of light emitting diodes to maximize the intensity of the converted photons having the longer peak wavelength.
제14항에 있어서,
상기 복수의 발광 다이오드들에 대해 상기 컬러 변환 디바이스의 포지션을 조정하는 단계는,
상기 컬러 변환 디바이스와 상기 기판 사이의 계면에 평행한 2차원 평면에서 제1 방향을 따라 상기 복수의 발광 다이오드들에 대한 상기 컬러 변환 디바이스의 포지션의 제1 함수로서 변환된 광자들의 제1 최대 강도를 결정하는 단계;
상기 컬러 변환 디바이스와 상기 기판 사이의 상기 계면에 평행한 상기 2차원 평면에서 제2 방향을 따라 상기 복수의 발광 다이오드들에 대한 상기 컬러 변환 디바이스의 포지션의 제2 함수로서 변환된 광자들의 제2 최대 강도를 결정하는 단계; 및
상기 컬러 변환 디바이스와 상기 기판 사이의 계면에 평행한 2차원 평면에서 상기 복수의 발광 다이오드들에 대한 상기 컬러 변환 디바이스의 배향각의 함수로서 변환된 광자들의 최대 강도를 결정하는 단계를 더 포함하는, 발광 디바이스를 형성하는 방법.
In Article 14,
The step of adjusting the position of the color conversion device for the plurality of light-emitting diodes is:
A step of determining a first maximum intensity of converted photons as a first function of a position of the color conversion device with respect to the plurality of light-emitting diodes along a first direction in a two-dimensional plane parallel to an interface between the color conversion device and the substrate;
determining a second maximum intensity of converted photons as a second function of a position of the color conversion device with respect to the plurality of light-emitting diodes along a second direction in the two-dimensional plane parallel to the interface between the color conversion device and the substrate; and
A method of forming a light emitting device, further comprising the step of determining a maximum intensity of converted photons as a function of an orientation angle of the color conversion device for the plurality of light emitting diodes in a two-dimensional plane parallel to an interface between the color conversion device and the substrate.
발광 디바이스로서,
기판;
상기 기판 상에 위치되고 청색 또는 자외선 방사선 입사 광자들을 방출하도록 구성된 복수의 발광 다이오드들; 및
매트릭스 재료 내의 복수의 비아들에 위치된 컬러 변환 재료를 포함하는 컬러 변환 디바이스를 포함하고,
상기 복수의 비아들의 각각은, 상기 복수의 비아들의 각각에서의 상기 컬러 변환 재료가 상기 복수의 발광 다이오드들 중 대응하는 발광 다이오드로부터 상기 입사 광자들을 흡수하고 상기 입사 광자들의 피크 파장보다 더 긴 피크 파장을 갖는 변환된 광자들을 생성하도록 구성되도록 상기 복수의 발광 다이오드들 중 상기 대응하는 발광 다이오드 위에 위치되고, 그리고
상기 컬러 변환 디바이스는 상기 복수의 발광 다이오드들 위에 부착되는 자립형 구조물인, 발광 디바이스.
As a light-emitting device,
substrate;
a plurality of light emitting diodes positioned on the substrate and configured to emit blue or ultraviolet radiation incident photons; and
A color conversion device comprising a color conversion material positioned in a plurality of vias within a matrix material,
Each of said plurality of vias is positioned over a corresponding light emitting diode among said plurality of light emitting diodes such that the color conversion material in each of said plurality of vias absorbs the incident photons from the corresponding light emitting diode among said plurality of light emitting diodes and generates converted photons having a peak wavelength longer than a peak wavelength of the incident photons, and
A light-emitting device, wherein the color conversion device is a self-supporting structure attached on top of the plurality of light-emitting diodes.
제16항에 있어서,
상기 복수의 발광 다이오드들의 각각은 10 미크론 이하의 폭을 포함하고, 인접한 발광 다이오드들은 1 미크론 이하의 거리만큼 분리되고;
상기 컬러 변환 재료는 양자 도트들을 포함하고;
상기 양자 도트들은 상기 입사 광자들을 흡수하고, 적색, 녹색, 또는 청색 중 하나인 컬러를 갖는 상기 변환된 광자들을 방출하도록 구성되고; 그리고
상기 매트릭스 재료 내의 상기 복수의 비아들은 픽셀들의 순서화된 어레이로 배열되고, 각각의 픽셀은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 및 청색 서브픽셀을 포함하여, 개별 서브픽셀들에서의 상기 컬러 변환 재료가 적색, 녹색, 및 청색 변환된 광자들을 각각 생성하도록 구성되는, 발광 디바이스.
In Article 16,
Each of said plurality of light emitting diodes comprises a width of less than 10 microns, and adjacent light emitting diodes are separated by a distance of less than 1 micron;
The above color conversion material comprises quantum dots;
The quantum dots are configured to absorb the incident photons and emit the converted photons having a color of one of red, green, or blue; and
A light emitting device wherein the plurality of vias within the matrix material are arranged in an ordered array of pixels, each pixel including a red sub-pixel, a green sub-pixel, and a blue sub-pixel, wherein the color conversion material in the individual sub-pixels is configured to generate red, green, and blue converted photons, respectively.
제16항에 있어서,
상기 컬러 변환 디바이스 및 상기 복수의 발광 다이오드들 중 적어도 하나는 정합 표면에 돌출부들을 함유하고;
상기 컬러 변환 디바이스 및 상기 복수의 발광 다이오드들 중 적어도 하나는 상기 정합 표면에 홈들을 함유하고; 그리고
상기 돌출부들은, 상기 컬러 변환 디바이스와 상기 복수의 발광 다이오드들을 정렬하기 위해 인터록킹 패턴을 형성하도록 개별 홈들에 삽입되는, 발광 디바이스.
In Article 16,
At least one of the color conversion device and the plurality of light-emitting diodes contains protrusions on the matching surface;
At least one of the color conversion device and the plurality of light emitting diodes contains grooves in the matching surface; and
A light emitting device wherein the protrusions are inserted into individual grooves to form an interlocking pattern for aligning the color conversion device and the plurality of light emitting diodes.
제16항에 있어서,
상기 복수의 비아들은 상기 컬러 변환 재료로 부분적으로 충진되어 홈들을 남기고; 그리고
상기 복수의 발광 다이오드들(LED들)은 상기 컬러 변환 디바이스와 상기 복수의 발광 다이오드들을 정렬하기 위해 인터록킹 패턴을 형성하도록 개별 홈들에 삽입되는 돌출부들을 포함하는, 발광 디바이스.
In Article 16,
The above plurality of vias are partially filled with the color conversion material, leaving grooves; and
A light emitting device, wherein the plurality of light emitting diodes (LEDs) include protrusions inserted into individual grooves to form an interlocking pattern to align the color conversion device and the plurality of light emitting diodes.
제16항에 있어서,
상기 컬러 변환 디바이스 및 복수의 발광 다이오드들은, 접착제 또는 기계적 부착 피처 중 적어도 하나에 의해 함께 유지되는, 발광 디바이스.
In Article 16,
A light emitting device, wherein the color conversion device and the plurality of light emitting diodes are held together by at least one of an adhesive or mechanical attachment feature.
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